Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Immunology and Infection
Click here for the English version

Immunology and Infection

דג הזברה כמודל להעריך את הפוטנציאל טרטוגניות של ניטריט

Published: February 16, 2016 doi: 10.3791/53615
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1
1Department of Biology, Indiana University of Pennsylvania

Summary

חשיפת teratogens עלולה לגרום למומים מולדים. דג זברה היא שימושי לקביעת פוטנציאל טרטוגניות של כימיקלים. אנו להדגים את התועלת של דג זברה על ידי חשיפה עוברת לרמות שונות של ניטריט וגם בזמנים שונים של חשיפה. אנו מראים כי ניטריט יכול להיות רעיל ולגרום ליקויים התפתחותיים חמורים.

Abstract

רמות ניטראט גבוהות בסביבה עלולות לגרום למומים מולדים או הפלות אצל בני אדם. יש להניח, זה נובע מהמרת ניטראט ניטריט ידי חיידקים במעי רוק. עם זאת, במחקרים יונקים אחרים, רמות ניטריט גבוהה לא לגרום למומים מולדים, אם כי הם יכולים להוביל לתוצאות רבייה עניה. לפיכך, פוטנציאל טרטוגניות של ניטריט לא ברור. זה יהיה שימושי יש מערכת מודל חוליות בקלות להעריך השפעות טרטוגניות של ניטריט או כל חומר כימי אחר שיש בו עניין. כאן אנו להדגים את התועלת של דג הזברה (Danio rerio) כדי לסרוק תרכובות המצויות לרעילות ופגמים עובריים. עוברי דג זברה הם מופרים חיצוניים ויש התפתחות מהירה, מה שהופכים אותם מודל טוב מחקרים טרטוגניות. אנחנו מראים כי הגדלת זמן חשיפה ניטריט משפיע הישרדות שלילית. הגדלת ריכוז של ניטריט גם משפיעה לרעה על הישרדות, ואילו חנק לא. עבור עוברי that לשרוד חשיפה ניטריט, פגמים שונים יכולים להתרחש, כוללים קרום לב ואת החלמון בצק צק, לשחות שלפוחית ​​noninflation, ו מום craniofacial. התוצאות שלנו מעיד כי דג הזברה היא מערכת נוחה ללימוד הפוטנציאל טרטוגניות של ניטריט. גישה זו יכולה בקלות להיות מותאמת כדי לבדוק כימיקלים אחרים והשפיע על התפתחות החולייתנים הראשונה.

Introduction

Teratogenesis הוא תהליך המשבש את ההתפתחות הנורמלית של העובר או העובר על ידי גרימת מומים מבניים ותפקודיים קבע, פיגור בגדילה, או הפלה במקרים חמורים 1. זה יכול להיגרם על ידי סוכנים טבעיים מסוימים (teratogens), אשר מפריעים להתפתחות עוברית מספר דרכי 2. במהלך התפתחות עובר אנושית, teratogens הנפוצה כגון קרינה, חומרים מזהמים, מתכות רעילות, וכימיקלים אורגניים דווחה לגרום למומים בקפלים מלוכסנים (לקפל עור מכסה העין העליון) ו clinodactyly (אצבע מעוקלת או בוהן) דרך שגיאות המוךפו"גנטי שהולכות 1.

הבנת המנגנון המולקולרי של teratogenesis היא הצעד הראשון לקראת פיתוח טיפול ומניעה. מודלים חוליות כמה כגון אפריקה שרט צפרדע (laevis Xenopus) ו דג הזברה (Danio rerio) שימשו לקביעת מסלולים מולקולריים מושפע teratogens. מחקרים קודמים השתמשו דג הזברה כמודל אפידמיולוגיה, טוקסיקולוגיה teratogenesis 3-7. שולץ et al. דג זברה נחשב "תקן זהב" להערכת רעילות סביבתית. הדבר נובע, בין השאר, על השקיפות של העובר דג הזברה, אשר מאפשר לחוקרים לחזות את פגם התפתחותי כפי שהוא מתרחש 8. כ -70% מן הגנים באדם יש orthologues דג הזברה, מה שהופך דג הזברה כמודל החולייתנים רצוי ללימוד פגמים אנושיים 9.

כמה מחקרים אפידמיולוגיים הראו כי ניטראט ניטריט, נפוץ במזונות החווה ומים, קשורים עם מומים מולדים או הפלות ספונטניות 10,11, בעוד מחקרים אחרים אינם תומכים קשר זה 12. ניטראט (NO 3 -) ו ניטריט (NO 2 -) נוכחים באופן טבעי באדמה ובמים. הם מהווים מקור של חנקן לצמחים והם חלק nitrogen מחזור 13. מזונות כגון שעועית ירוקה, גזר, דלעת, תרד, סלק מחוות המשתמשות דשנים גבוה חנקתי חיזקו באופן משמעותי רמות ניטראט ניטריט 7. חלב פרות ניזונים עם מזונות חנקות גבוה ודגים במים חנקות גבוה (בעיקר נגר אדמה 30) יכול להוביל בני אדם לצרוך כמויות גדולות של ניטראט 14 ניטריט. ניטרט ניטריט גם משמשות לשימור מזון, אשר מגדיל באופן דרמטי את כמות מעובדים על ידי בני אדם 12.

רמות אופטימליות של ניטראט ניטריט ממלאות תפקידים יסודיים תהליכים פיסיולוגיים כמו הומאוסטזיס וסקולרית ותפקוד, עצבי ומנגנוני הגנה מארחים אימונולוגיים 13-15. עם זאת, חשיפה לרמות גבוהות של ניטראט ניטריט עלול להוביל לתופעות לוואי, במיוחד אצל תינוקות וילדים 16. חנקתי נבלעו הוא עוד המרה ניטריט בחלל הפה על ידי מיקרואורגניזמים וב הדואר מערכת העיכול על ידי מיקרופלורת המעי 17.

ניטראט מכניס תינוקות בסיכון גבוה לתסמונת התינוק הכחולה על ידי חמצון של המוגלובין כדי methemoglobin, וכתוצאה מכך נפגעת המוגלובין מהחמצן שלה נושאת יכולת 18. זו התוצאה של הצבע הכחול של עור המשתרע לרקמות היקפיות במקרים חמורים יותר. חמצון עכבות של תוצאות רקמות בתסמינים אחרים, בצורה החמורה ביותר שמוביל תרדמת ומוות 19,20. סימפטומים דומים נצפו אצל תינוקות ומבוגרים בריכוזים גבוהים של ניטראט 21. רמות גבוהות של methemoglobin במבוגרים בשל התוצאות הרעלת ניטריט ב כיחלון, כאבי ראש, הפרעות נשימה 31, ומוות אם אינו מטופל בשל סיבוכים הקשורים היפוקסיה רקמות חיוניות 32,33.

ניטרט בליעה ברמות גבוהות יותר גם יכול לגרום לסיבוכים בריאותיים שונים. סוכרת ילדות, שלשולים חוזרים, וזיהומים בדרכי הנשימה חוזרתאצל ילדים נקשרו עם 11,17,22 צריכת חנקות הגבוהה. חשיפה כרונית לרמה של חנקות גבוהה קשורה במתן שתן ודימום טחול. חשיפה במינון גבוה אקוטית חנקות יכול להוביל למגוון רחב של בעיות רפואיות כמו כאבי בטן, חולשת שרירים, דם בצואה ושתן, התעלפות, ומוות 11. חשיפה טרום לידתית חנק ברמות גבוהות כבר משויכת בצינור העצבי פגם שרירים ושלד 11.

דו"ח שנערך לאחרונה הראה כי טיפול עוברי דג זברה עם ניטריט הוביל חלמון בצק צק, מומי craniofacial ו ציריים, ולשחות שלפוחית ​​noninflation 5. במחקר זה, אנחנו מדגימים שיטה לטיפול עוברי דג הזברה עם ניטראט ניטריט לקבוע פוטנציאל טרטוגניות שלהם. עוברים שנחשפו ניטריט בריכוזים שונים ואורך זמן שונה. אתנול שמש כביקורת חיובית, שכן הוא teratogen הוקם 23. Oשיטת ur הראו כי הן ריכוזים גבוהים וזמני חשיפה ארוכה ניטריט היו מזיק הישרדות הביאה פנוטיפים שונים, החל (בצקת) מתון עד חמור (פגמים התפתחותיים ברוטו). לכן, דג הזברה הוא מודל יעיל לבדיקה ישירות השפעות טרטוגניות הפוטנציאל של ניטראט ניטריט בעוברים כדי להשלים מחקרים אפידמיולוגיים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

הנהלים המתואר בפרוטוקול זה אושרו על ידי ועדת טיפול בבעלי חיים מוסדיים השתמש באוניברסיטת אינדיאנה פנסילבניה.

1. עובר קציר

  1. לשמור על דג הזברה על 28.5 מעלות צלזיוס, pH 7, מוליכות בין 500-1,500 מיקרו-שניות, ואת מחזור אור / חושך של 14 אור hr ו -10 שעות חושך 24. השתמש זני wild-type כגון ט"ו, AB או היברידי ט"ו / AB. זנים שונים עשויים להגיב באופן שונה לטיפול כימי 25.
  2. הגדר את הדגים לצורך הזדווגות אמש ביצי קציר על ידי הוספת מי מערכת דגים לתוך טנק הזדווגות. הוספת זכר ודגי נקבה לתוך הטנק להפריד בין שני דגים עם מחיצה. כל זוג דגים ייצרו מגוון של 50-300 ביצים. כדי להבטיח כי ביצים מספיק תופקנה, להקים 30 זוגות של דגים. בדרך כלל, כ -50% של זוגות דגים בגיל ההזדווגות הממשלה (6-9 חודשים) יהיה לייצר ביציות, וכתוצאה מכך עד 200 ביצים לכל זוג ועד למקסימום של עד 3ביצים, 000 לצורך הניסוי הזה.
  3. למחרת בבוקר אחרי האור נדלק, להסיר את המחיצה כדי ליזום הזדווגות. בדקו את טנקי הזדווגות ביצים כל 15 דק '.
  4. לאחר הדגים מטילים ביצים, לקצור את כל העוברים באמצעות מסננת תה ולשלב אותם לתוך מכולה אחת גדולה עם חיץ E3 (5 mM NaCl, 0.17 מ"מ KCl, 0.33 מ"מ CaCl 2, 0.33 מ"מ MgSO 4). 1.5 hpf, להסיר ולסלק ביצים מופרות עם pipet העברה פלסטיק תחת מיקרוסקופ לנתח. ביצים מופרות הן אטומות בעוד ביצים מופרות הם שקופות 34.
  5. העברת 50 עוברים לתוך צלחת זכוכית מ"מ 100 x 15 פטרי המכילה 50 מ"ל E3 חיץ עבור כל תנאי הטיפול. סך של 33 מנות נדרשים עבור 11 תנאי טיפול ו -3 משכפל.

2. עובר טיפול

  1. ביצוע טיפולים ב -2 שעות לאחר ההפריה (hpf) 35. עוברים / זחלים לדגור על 28.5 מעלות צלזיוס ולבחון את הזחלים ב 120 hpf. בצע בבית לאהרח שלושה משכפל של כל תנאי הטיפול לניתוח סטטיסטי.
  2. במשך 3 צלחות פטרי (כל 50 עוברים המכילים) בשעה 2 hpf, להסיר את החיץ E3 עם pipet העברת ולהוסיף 50 מ"ל של אתנול 300 מ"מ מדולל במאגר E3. מכסים את צלחות פטרי עם Parafilm כדי למזער אידוי של אתנול.
    1. המשך חשיפה עוברת כדי אתנול במשך 22 שעות. ואז להסיר את אתנול עם העברת pipet. הוסף 50 מ"ל של חיץ E3 ו מערבולת צלחת כמה פעמים כדי לשטוף את אתנול. הסר חוצץ E3 זה עם pipet העביר וחזור על שלב כביסה פי 2 יותר.
  3. במשך 3 צלחות פטרי (כל 50 עוברים המכילים) בשעה 2 hpf, להסיר את החיץ E3 עם pipet העברת ולהוסיף 50 מ"ל של חיץ E3 חדש.
  4. במשך 9 צלחות פטרי (כל 50 עוברים המכילים) בשעה 2 hpf, להסיר את החיץ E3 עם pipet העברת ולהוסיף 50 מ"ל של 1,000 מ"ג / L סודיום ניטריט מומס חיץ E3. אשר את הריכוז של הפתרון ניטריט המניות מראש באמצעותשינוי של diazotization (USEPA שיטה 354.1) שיטת spectrophotometric 28.
    1. המשך חשיפת 3 מנות במשך 46 שעות, 3 מנות עבור 70 שעות ו 3 מנות עבור 94 שעות. החלף את הפתרון ניטריט עם פתרון ניטריט טרי מדי יום.
    2. לאחר כל זמן החשיפה, להסיר את ניטריט עם pipet העברה. הוסף 50 מ"ל של חיץ E3 ו מערבולת צלחת כמה פעמים כדי לשטוף את ניטריט. הסר חוצץ E3 זה עם pipet העביר וחזור על שלב כביסה פי 2 יותר.
  5. במשך 3 צלחות פטרי (כל 50 עוברים המכילים) בשעה 2 hpf, להסיר את החיץ E3 עם pipet העברת ולהוסיף 50 מ"ל של 200 מ"ג / L סודיום ניטריט. חזרו על פעולה זו עם 400, 600, 800, ו -1,000 מ"ג / ליטר של סודיום ניטריט.
    1. המשך חשיפה עוברת ניטריט עבור 70 שעות. החלף את הפתרון ניטריט עם פתרון ניטריט טרי מדי יום.
    2. לאחר זמן החשיפה, להסיר את ניטריט עם pipet העברה. הוסף 50 מ"ל של חיץ E3 ו מערבולת המנה מספרפעמים כדי לשטוף את ניטריט. הסר חוצץ E3 זה עם pipet העביר וחזור על שלב כביסה פי 2 יותר.
  6. במשך 3 צלחות פטרי (כל 50 עוברים המכילים) בשעה 2 hpf, להסיר את החיץ E3 עם pipet העברת ולהוסיף 50 מ"ל של 1,000 מ"ג / L נתרן חנקתי מומס חיץ E3. אשר את הריכוז של התמיסה חנקה כסף המניות מראש באמצעות שינוי של הפחתת קדמיום (שיטת USEPA 353.3) שיטת spectrophotometric 28.
    1. המשך חשיפת העוברים חנקו עבור 70 שעות. החלף את הפתרון חנק עם פתרון חנק טרי מדי יום.
    2. לאחר זמן החשיפה, להסיר את חנקתי עם pipet העברה. הוסף 50 מ"ל של חיץ E3 ו מערבולת צלחת כמה פעמים כדי לשטוף את חנקתי. הסר חוצץ E3 זה עם pipet העביר וחזור על שלב כביסה פי 2 יותר.
  7. במהלך כל יום של החשיפה, לספור את מספר עובר / זחלים מתים באמצעות סטראו. סימנים של מוותבין השאר, חוסר דופק ואת זרימת הדם, או חוסר תנועתיות לאחר 1 דקות של התבוננות. סר עובר / זחלים מתים עם pipet העביר להפחתת זיהום של למאגר E3.
  8. כאשר ניסויים נגמרים בגיל 120 hpf, להרדים את הזחלים.
    1. הסר את חוצץ E3 עם העברת pipet. לאחר מכן להוסיף 50 מ"ל של 0.2% MS-222 (שנאגרו ל- pH 7) ולחכות 10 דקות.
    2. הסר את MS-222 עם העברת pipet. הוסף 50 מ"ל של חיץ מערבולת E3 לשטוף את MS-222.
    3. הסר את חוצץ E3 עם pipet העברת ולהוסיף 20 מ"ל של 4% paraformaldehyde (PFA) כדי לתקן את הזחלים. מערבולת פעמים צלחת מספר. השתמש העברת pipet להעביר את הזחלים לתוך בקבוקון זכוכית יחד עם מספיק PFA למלא את הבקבוקון. אחסן את הבקבוקונים במקרר למשך הלילה (O / N).
  9. צלם תמונות של זחלים קבועים באמצעות סטריאוסקופ עם מצלמה דיגיטלית. השתמש בהגדלה 30X, ISO 200, ו -200 זמן החשיפה msec. אוריינט הזחלים כך קדמי leרגל ו הגבי הוא לחלק העליון של השדה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

החשיפה אתנול 300 מ"מ במשך 22 שעות לא הייתה השפעה על הישרדות (מידע לא מוצג), עולה בקנה אחד עם דיווחים קודמים 5,23,26. זה צפוי, כמו אתנול הוא teratogen ידוע ושימש כביקורת חיובית. פנוטיפים שנצפו כללו בצקת קרום לב, noninflation בשלפוחית ​​שחייה (איור 1), פגמי craniofacial, ועיכוב התפתחותי (מידע לא מוצג).

טיפול עם ניטריט הביא קל עד השפעות חמורות על הישרדות, תלוי בזמן חשיפה. לדוגמא, חשיפת 1,000 מ"ג / L עבור 94 שעות קשות הישרדות מושפעת לעומת פעמי חשיפה קצרות (איור 2).

גם החוקרים העריכו את ההשפעה של ריכוזי ניטריט שונים על הישרדות. עובר נחשפו במשך 70 שעות עד 200, 400, 600, 800, ו -1,000 מ"ג / L. שיעורי ההישרדות היו נמוכים כאשר הם נחשפים לגבוהריכוזי ניטריט, ואילו חנקתי לא הייתה השפעה על הישרדות (איור 3). פנוטיפים עבור זחלים ניטריט שטופל דמו לזה של עוברים שטופלו אתנול (איור 4).

איור 1
איור 1:. אפקטים התפתחותית של הטיפול באתנול עוברים שטופלו אתנול הראה בצקת קרום הלב (חץ), לשחות השלפוחית ​​noninflation (קו מקווקו), בצקת שק חלמון (חץ), ועל ליקויים craniofacial (מידע לא מוצג). תמונות צולמו 96 hpf. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 2
איור 2: הישרדות של 1,000 מ"ג / L ניטריט טיפול לאחר בזמנים השונים של ירידיםיור. עוברים נחשפו עד 1,000 מ"ג / L ניטריט ב -2 hpf. ניטריט נשטף החוצה אחרי 46, 70, ו -94 שעות של החשיפה, ושיעור הישרדות חושב. זמן חשיפה מוגבר הביא שיעור הישרדות ירד. סטיות התקן: מטופל = 24; 46 שעות = 6; 70 שעות = 6; 94 שעות = 0.9. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 3
איור 3:. הישרדות לאחר חשיפה לריכוזים ניטריט שונה עובר נחשף במשך 70 שעות כדי להגדיל ריכוזים של ניטריט. ריכוזים גבוהים יותר של ניטריט הביאו שיעורי הישרדות נמוכות. היה ניטרט אין השפעה גם על הריכוז הגבוה ביותר של 1,000 מ"ג / L לאחר חשיפה במשך 70 שעות. סטיות התקן עבור ניטריט: מטופל = 19; 200 מ"ג / L = 16; 400 מ"ג / L = 21; 600 מ"ג / L = 20; 800מ"ג / L = 14; 1,000 מ"ג / L = 12. סטיית התקן עבור חנקתי שווה 4. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 4
איור 4:. אפקטים התפתחותית של ניטרט ניטריט עוברים שטופלו 1,000 מ"ג / L חנקתי (פאנל באמצע) לא הייתה השפעה לעומת קבוצת הביקורת (הפאנל העליון). טיפול ניטריט ב 1000 מ"ג / L, הביא לפגמים התפתחותיים ברוטו בנוסף פנוטיפים דומים שנצפו הטיפול באתנול (פנל התחתון). תמונות צולמו ב 120 hpf. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

השיטה המתוארת כאן ממחיש את התועלת של דג הזברה בהערכת הפוטנציאל טרטוגניות של הניטריט ו חנקתי. בהשוואת חוליות אחרות, יש דג זברה יתרונות הכוללים פוריות גבוהה, הפריה חיצונית, שקיפות אופטית, ואת התפתחות מהירה. מוטציות זמינות חסרות פיגמנטציה (כגון דג זברת קספר 36) גם לעזור כדי לשפר את הראות של איברים פנימיים. זה גם קל לייצר דג זברה מהונדסת עם גני כתב כדי להקל על הניתוח ב דגי חי 37. מכיוון הגנום דג הזברה נשמר עם בני אדם, מידע שנצבר לימודיהם יכול להוביל לתוצאות translational בבני אדם 9. השיטה ניתן להחיל על ניתוח ביטוי גנים, כגון כלאה באתרו, כדי לקבל מידע נוסף לגבי הוויסות לא התקין של גנים שנגרמו teratogens.

חשיפה אתנול לא השפיע משמעותית הישרדות, אבל זה לא לגרום maפגמים rked דומים לדיווחים קודמים 5,23,26. מכך ניתן להסיק כי השיטה שלנו היא אמינה לחזור על התוצאות שפורסמו. היה ניטרט אין השפעה על ההישרדות, ואילו ניטריט עשה יש השפעה משמעותית תלוי ריכוז וזמן החשיפה. חשיפה ארוך יותר ורמות גבוהות יותר של ניטריט היתה השפעה שלילית על הישרדות, עולה בקנה אחד עם 5 תוצאות קודמות. היא הוצגה לאחרונה שחשיפה ניטריט מוגזמת נגרמת פיתוח שסתום הלב פגום 27 דג הזברה, אימות השימוש דג הזברה ללמוד את המנגנון של teratogens.

זה קריטי כדי לאשר את ריכוזי פתרונות לעבוד אחרי שהם עשו. ריכוזי ניטראט ניטריט ניתן למדוד באמצעות שינויים של הפחתת קדמיום (USEPA שיטה 353.3) ו diazotization (USEPA שיטה 354.1) שיטות spectrophotometric, בהתאמה 28. שלב קריטי נוסף הוא לכסות את צלחת פטרי עם Parafilm כדי למזער evapoמנה של אתנול אם זה משמש כביקורת חיובית. אם יש זחלים תמותה בלתי צפוי (גבוה מדי או נמוך מדי), לבדוק שוב את החישובים ריכוזים של פתרונות.

לאחרונה, בשיטה דומה שמשה כדי לקבוע את ההשפעות טרטוגניות של אתנול 29. אמנם שיטה זו דומה לשיטה שלנו כאן, זה רק חושף עובר כדי אתנול עד 24 שעות, ככל הנראה בשל הרעילות של חשיפה עוברית אתנול במשך תקופה ארוכה של זמן. לעומת זאת, השיטה שלנו חושף העוברים ניטראט ניטריט במשך כמה ימים עם החלפת פתרונות בדיקה יומית. זהו יתרון לבדיקת כימיקלים רעילים פחות.

אנו צופים כי השיטה שלנו יכולה להיות מיושמת כדי לבדוק תרופות אחרות או תנאים סביבתיים ספציפית. עם זאת, שיטה זו מוגבלת מולקולות מסיסות במים לבדיקות בלבד. הרגישות לאור של חומרים כימיים מסוימים היא גורם נוסף שיש לקחת בחשבון. אם כימיקלי בדיקה היא sensit אוראייב, לעטוף את צלחות פטרי בנייר אלומיניום כדי להגן מפני אור. כמו כן, השיטה אינה טובה עבור מי בדיקות שנלקחו סביבה ספציפית משום דג זברה במעבדה דורשת תנאים ספציפיים (כגון pH ומוליכות) לפיתוח אופטימלי. אף על פי כן, דג הזברה משמש כמודל חיובי לקבוע פגמים התפתחותיים במהירות נגרמים על ידי teratogens פוטנציאלי.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
DREL/2010 instrument Hach 26700-03
Ethanol Sigma-Aldrich E7023
KIMAX glass Petri Dish VWR 89001-244
MS-222 Sigma-Aldrich E10521
NitraVer 5 Nitrate Reagent Hach 14034-46
NitriVer 3 Nitrite Reagent Hach 14065-99
Parafilm Fisher Scientific 3-374-10
Paraformaldehyde Sigma-Aldrich 158127
S6E stereomicroscope Leica 10446294
Sodium nitrate Fisher Scientific S343
Sodium nitrite Fisher Scientific S347
Transfer pipets Laboratory Products Sales L320072
Glass vials Fisher Scientific 03-338B

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gilbert-Barness, E. Teratogenic causes of malformations. Ann Clin Lab Sci. 40 (2), 99-114 (2010).
  2. Brent, R. L. The cause and prevention of human birth defects: What have we learned in the past 50 years. Con Anom. 41 (1), 3-21 (2001).
  3. Lin, S., Zhao, Y., Nel, A. E. Zebrafish: an in vivo model for nano EHS studies. Small. 9 (9-10), 1608-1618 (2013).
  4. Pamanji, R., et al. Toxicity effects of profenofos on embryonic and larval development of zebrafish (Danio rerio). Environ Toxicol Pharmacol. 39 (2), 887-897 (2015).
  5. Simmons, A. E., Karimi, I., Talwar, M., Simmons, T. W. Effects of nitrite on development of embryos and early larval stages of the zebrafish (Danio rerio). Zebrafish. 9 (4), 200-206 (2012).
  6. Mantecca, P., et al. Toxicity Evaluation of a New Zn-Doped CuO Nanocomposite With Highly Effective Antibacterial Properties. Toxicol Sci. , (2015).
  7. Jensen, F. B. Nitric oxide formation from nitrite in zebrafish. J Exp Biol. 210, 3387-3394 (2007).
  8. Scholz, S., et al. The zebrafish embryo model in environmental risk assessment--applications beyond acute toxicity testing). Environ Sci Pollut Res Int. 15 (5), 394-404 (2008).
  9. Howe, K., et al. The zebrafish reference genome sequence and its relationship to the human genome. Nature. 496 (7446), 498-503 (2013).
  10. CDC. Spontaneous abortions possibly related to ingestion of nitrate-contaminated well water--LaGrange County, Indiana, 1991-1994. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 45 (26), 569-572 (1996).
  11. Brender, J. D., et al. Prenatal nitrate intake from drinking water and selected birth defects in offspring of participants in the national birth defects prevention study. Environ Health Perspect. 121 (9), 1083-1089 (2013).
  12. Huber, J. C., et al. Maternal dietary intake of nitrates, nitrites and nitrosamines and selected birth defects in offspring: a case-control study. Nutr J. 12, 34 (2013).
  13. Phillips, W. E. Naturally occurring nitrate and nitrite in foods in relation to infant methaemoglobinaemia. Food Cosmet Toxicol. 9 (2), 219-228 (1971).
  14. Moncada, S., Palmer, R. M., Higgs, E. A. Nitric oxide: physiology, pathophysiology, and pharmacology. Pharmacol Rev. 43 (2), 109-142 (1991).
  15. Gladwin, M. T., Crawford, J. H., Patel, R. P. The biochemistry of nitric oxide, nitrite, and hemoglobin: role in blood flow regulation. Free Radic Biol Med. 36 (6), 707-717 (2004).
  16. Gupta, S. K., et al. Recurrent acute respiratory tract infections in areas with high nitrate concentrations in drinking water. Environ Health Perspect. 108 (4), 363-366 (2000).
  17. Kross, B. C., Ayebo, A. D., Fuortes, L. J. Methemoglobinemia: nitrate toxicity in rural America. Am Fam Physician. 46 (1), 183-188 (1992).
  18. Greer, F. R., Shannon, M. Infant methemoglobinemia: the role of dietary nitrate in food and water. Pediatrics. 116 (3), 784-786 (2005).
  19. Sanchez-Echaniz, J., Benito-Fernandez, J., Mintegui-Raso, S. Methemoglobinemia and consumption of vegetables in infants. Pediatrics. 107 (5), 1024-1028 (2001).
  20. Reregistration Eligibility Decision: Inorganic Nitrate/Nitrite (Sodium and Potassium Nitrates). , U.S. Environmental Protection Agency. Available from: http://www.epa.gov/oppsrrd1/REDs/old_reds/4052red.pdf (1991).
  21. Virtanen, S. M., et al. Nitrate and nitrite intake and the risk for type 1 diabetes in Finnish children. Childhood Diabetes in Finland Study Group. Diabet Med. 11 (7), 656-662 (1994).
  22. Case Studies in Environmental Medicine: Nitrate/Nitrite Toxicity. , U.S. Agency for Toxic Substances and Diseases Registry. Available from: http://www.atsdr.cdc.gov/HEC/CSEM/nitrate/docs/nitrate_nitrite.pdf (2001).
  23. Reimers, M. J., Flockton, A. R., Tanguay, R. L. Ethanol- and acetaldehyde-mediated developmental toxicity in zebrafish. Neurotoxicol Teratol. 26 (6), 769-781 (2004).
  24. Westerfield, M. The zebrafish book: A guide for the laboratory use of zebrafish (Danio rerio). , 5th edn, University of Oregon Press. (2007).
  25. Loucks, E., Carvan, M. J. Strain-dependent effects of developmental ethanol exposure in zebrafish. Neurotoxicol Teratol. 26 (6), 745-755 (2004).
  26. Bilotta, J., Barnett, J. A., Hancock, L., Saszik, S. Ethanol exposure alters zebrafish development: a novel model of fetal alcohol syndrome. Neurotoxicol Teratol. 26 (2), 737-743 (2004).
  27. Li, J., Jia, W., Zhao, Q. Excessive nitrite affects zebrafish valvulogenesis through yielding too much NO signaling. PLoS One. 9 (3), e92728 (2014).
  28. Methods for chemical analysis of water and wastes. , United States Environmental Protection Agency. Cincinnati, OH. Environmental Monitoring and Support Laboratory, Office of Research and Development (1983).
  29. Loucks, E., Ahlgren, S. Assessing teratogenic changes in a zebrafish model of fetal alcohol exposure. J Vis Exp. (61), (2012).
  30. Addiscott, T. M. Fertilizers and nitrate leaching. Agricultural Chemicals and the Environment, Issues in Environmental Science and Technology. , book 5 1-26 (1996).
  31. Su, Y. F., Lu, L. H., Hsu, T. H., Chang, S. L., Lin, R. T. Successful treatment of methemoglobinemia in an elderly couple with severe cyanosis: two case reports. Journal of Medical Case Reports. 6 (290), (2012).
  32. Harvey, M., Cave, G., Chanwai, G. Fatal methaemoglobinaemia induced by self-poisoning with sodium nitrite. Emergency Medicine Australasia. 22, 463-465 (2010).
  33. Nishiguchi, M., Nushida, H., Okudaira, N., Nishio, H. An autopsy case of fatal methemoglobinemia due to ingestion of sodium. Forensic Research. 6, (2015).
  34. Avdesh, A., Chen, M., Martin-Iverson, M. T., Mondal, A., Ong, D., Rainey-Smith, S., et al. Regular Care and Maintenance of a Zebrafish (Danio rerio) Laboratory: An Introduction. J. Vis. Exp. (69), (2012).
  35. Kimmel, C. B., Ballard, W. W., Kimmel, S. R., Ullmann, B., Schilling, T. F. Stages of embryonic development of the zebrafish. Dev Dyn. 203 (3), 253-310 (1995).
  36. White, R. M., et al. Transparent adult zebrafish as a tool for in vivo transplantation analysis. Cell Stem Cell. 2 (2), 183-189 (2008).
  37. Tsang, M. Zebrafish: A tool for chemical screens. Birth Defects Res C Embryo Today. 90 (3), 185-192 (2010).

Tags

אימונולוגיה גיליון 108 teratogen ניטראט ניטריט אתנול דג הזברה העובר
דג הזברה כמודל להעריך את הפוטנציאל טרטוגניות של ניטריט
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Keshari, V., Adeeb, B., Simmons, A.… More

Keshari, V., Adeeb, B., Simmons, A. E., Simmons, T. W., Diep, C. Q. Zebrafish as a Model to Assess the Teratogenic Potential of Nitrite. J. Vis. Exp. (108), e53615, doi:10.3791/53615 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter