Protokol, bitkilerde triazol pestisitlerinin metabolitlerinin integral sitotoksisitesini değerlendirmek için yeni bir yöntemi açıklamaktadır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Protokol, bitkilerde triazol pestisitlerinin metabolitlerinin integral sitotoksisitesini değerlendirmek için yeni bir yöntemi açıklamaktadır.
Antropojenik faaliyetler nedeniyle çevreye çeşitli organik kirleticiler salınmıştır. Bu kirleticiler, mahsul bitkileri tarafından alınabilir ve besin zinciri boyunca ekosistem ve insan sağlığı için potansiyel tehditlere neden olabilir. Bitkilerdeki kirleticilerin biyotransformasyonu, ana bileşiklerinden daha toksik olabilen bir dizi metabolit üretir, bu da toksisite değerlendirmesi sırasında metabolitlerin dikkate alınması gerektiğini ima eder. Bununla birlikte, bitkilerdeki kirleticilerin metabolitleri son derece karmaşıktır ve tüm metabolitlerin toksikolojik bilgilerinin kapsamlı bir şekilde elde edilmesini zorlaştırır. Bu çalışma, bitkilerdeki kirletici metabolitlerin bütünsel sitotoksisitesini, toksikolojik testler sırasında bir bütün olarak ele alarak değerlendirmek için bir strateji önermiştir. Geniş spektrumlu fungisitlerin bir sınıfı olan triazol pestisitler, tarımsal üretimde yaygın olarak uygulanmaktadır. Tarım arazilerindeki kalıntı kirliliği giderek daha fazla dikkat çekmiştir. Bu nedenle, test edilen kirleticiler olarak flusilazol, dinikonazol, tebukonazol ve propikonazol dahil olmak üzere dört triazol pestisit seçildi. Metabolitler, havuç kallusunun test edilmiş triazol pestisitlerle muamele edilmesiyle üretildi. 72 saatlik muameleden sonra, havuç kallustaki pestisitlerin metabolitleri ekstrakte edildi, ardından Caco-2 hücre hattı kullanılarak toksikolojik testler yapıldı. Sonuçlar, havuç kallusunda test edilen pestisitlerin metabolitlerinin, Caco-2 hücrelerinin (P>0.05) canlılığını önemli ölçüde inhibe etmediğini ve pestisit metabolitlerinin sitotoksisitesini göstermediğini gösterdi. Önerilen bu yöntem, bitkilerdeki kirletici metabolitlerin sitotoksisitesini değerlendirmek için yeni bir yol açmaktadır ve bu da kesin toksisite değerlendirmesi için değerli veriler sağlaması beklenmektedir.
Tarım arazilerinde yetişen mahsul bitkileri, antropojenik faaliyetlerden kaynaklanan çeşitli organik kirleticilere maruz kalabilir 1,2. Kirleticiler bitkiler tarafından alınabilir ve besin zincirleri yoluyla ekosistem ve insan sağlığı için daha fazla tehdide neden olabilir 3,4. Bitkilerdeki ksenobiyotikler muhtemelen Faz I ve II metabolizmaları5 gibi bir dizi biyotransformasyona uğrar ve bir dizi metabolit üretir. Bitkilerde yeşil karaciğer kavramına göre, bitki metabolizması ksenobiyotiklerintoksisitesini azaltabilir 6,7. Bununla birlikte, bazı metabolitlerin toksisitesinin ebeveynlerinden daha yüksek olabileceği ortaya çıkmıştır. Örneğin, tetrabromobisfenol A'nın (TBBPA) debromlu ürününün ve bisfenol A'nın (BPA) O-metillenmiş ürünününebeveynlerinden çok daha toksik olduğu kanıtlanmıştır 8,9 ve debrominasyon ve O-metilasyon, bitkilerde ana Faz I metabolizma yollarını içerir. Bu nedenle, yalnızca bitkilerdeki kirletici ebeveynlere dayanan toksisite değerlendirmesi doğru değildir, ancak karşılık gelen metabolitler dikkate alınmalıdır.
Bitkilerdeki ksenobiyotiklerin metabolitleri son derece karmaşıktır10,11, bu da onları kapsamlı bir şekilde tanımlamayı ve ayırmayı zorlaştırır. Ek olarak, tanımlanmış metabolitlerin sadece birkaç standardı elde edilebilir. Bu nedenle, tüm metabolitlerin toksikolojik verileri mevcut değildir, bu da kapsamlı bir toksisite değerlendirmesini engeller. Bu çalışma, bitkilerdeki kirletici metabolitlerinin bütünsel toksisitesini, toksikolojik testler sırasında bir bütün olarak ele alarak değerlendirmek için bir strateji önerdi ve bitkilerdeki kirleticilerin kesin toksisite değerlendirmesi için yeni veriler sağladı. Önceki çalışmamız, bitki kallus kültürünün bitkilerde ksenobiyotiklerin metabolitlerini elde etmek için basit ve etkili bir yol açtığını ortaya koymuştur12. Buna göre, bu çalışmada bitkilerdeki kirleticilerin metabolitlerini oluşturmak için bitki kallus kültürü kullanılmış, ardından bir insan hücre hattı kullanılarak kimyasal ekstraksiyon ve toksikolojik testler yapılmıştır. Bağırsak sistemi, hayvanlara ve insanlara maruz kalan ksenobiyotiklerin doğrudan hedef organlarından biridir. Caco-2 hücre hattının, in vitro 13,14,15 ksenobiyotiklerin bağırsak davranışlarını ve toksisitesini araştırmak için en iyi model olduğu kanıtlanmıştır. Bu nedenle, bu çalışmada Caco-2 hücre modeli seçilmiştir.
Geniş spektrumlu fungisitlerin bir sınıfı olan triazol pestisitler, tarımsal üretimde yaygın olarak uygulanmaktadır16. Tarım arazilerindeki kalıntı kirliliği giderek daha fazla dikkat çekmektedir 17,18. Burada, flusilazol, dinikonazol, tebukonazol ve propikonazol dahil olmak üzere yaygın olarak kullanılan dört triazol pestisit, tipik kirleticiler olarak seçilmiştir. Bu çalışmada taze, yemeye hazır sebzeler için temsili bitki olarak havuç seçilmiştir. Havuç kallus başlangıçta 100 mg / L'lik bir konsantrasyonda test edilen pestisitlere maruz bırakıldı. 72 saat maruz kaldıktan sonra, Caco-2 hücre hattı kullanılarak sitotoksisiteyi değerlendirmek için metabolitler ekstrakte edildi. Bu yöntem, bitkilerdeki diğer kirletici türlerinin metabolitlerinin integral sitotoksisitesini değerlendirmek için kolayca genişletilebilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. Havuç nasırının farklılaşması
NOT: Havuç kallusunun farklılaşması için ayrıntılı protokol önceki bir çalışmadaaçıklanmıştır 12. İşte kısa bir açıklama.
2. Havuç nasırının pestisitlerle tedavisi
3. Havuç nasırının kimyasal ekstraksiyonu
4. Caco-2 hücresinin resüsitasyonu
NOT: Caco-2 hücre testlerinde yer alan tüm reaktifler ve malzemeler 20 dakika boyunca otoklavlandı ve 2 saat boyunca ultraviyole ışık altında sterilize edildi.
5. Caco-2 hücresinin geçişi
6. Caco-2 hücresinin maruz kalması
7. Hücre canlılığının değerlendirilmesi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Şekil 1 , havuç kallusundaki pestisit metabolitlerinin üretimi, ekstraksiyonu ve sitotoksisite değerlendirmesi için önerilen yöntemin şemasını temsil etmektedir. Şekil 2'de, test edilen pestisitlerin alım ve metabolizma kinetik eğrileri, buradan kültür ortamındaki pestisit konsantrasyonlarının katlanarak azaldığını, havuç kallusundakilerin ise artmaya başladığını, 4 veya 8 saatte zirve yaptığını ve ardından kademeli bir düşüş olduğunu görebiliriz. Bu sonuçlar, p...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokol, bitki kallusları ve insan hücre modellerini birleştirerek bitkilerde triazol pestisitlerinin metabolitlerinin integral sitotoksisitesini değerlendirmek için geliştirilmiştir. Önerilen bu protokol için kritik adımlar, bitki kallus kültürü ve Caco-2 hücresidir. Bitki kallus kültürü için en zor kısım ve göreceli tavsiyeler önceki çalışmamızda verilmiştir12. Burada, hücre bakımının Caco-2 hücre kültürü için en zor kısım olduğu unutulmamalıdır, çünkü hücre...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (21976160) ve Zhejiang Eyaleti Kamu Refahı Teknolojisi Uygulama Araştırma Projesi (LGF21B070006) tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 2,4-diklorofenoksiasetik asit | WAKO | 1 mg / L | |
| % 20 H2< / sub>O2< / sub> | Sinopharm Kimyasal Reaktif Co., Ltd. | 10011218-500ML | |
| 6-benzilaminopurin | WAKO | 0.5 mg/L | |
| %75 etanol | Sinopharm Kimyasal Reaktif Co., Ltd. | 1269101-500 mL | |
| 96 oyuklu plaka | Thermo Fisher | ||
| Asetonitril | Sigma-Aldrich | ||
| Yapay iklim inkübatörü | Ningbo DongNan Lab Equipment Co., Ltd | RDN-1000A-4 | |
| Otoklavlar | STIK | MJ-Serisi | |
| Caco-2 hücreleri | Nuoyang Biotechnology Co.,Ltd. | ||
| CCK8 reaktifleri | Nanjing Jiancheng Biyomühendislik Enstitüsü, Çin | G021-1-3 | |
| Santrifüj | Thermo Fisher | ||
| CO2 inkübatör | Labtrip | HWJ-3-160 | |
| Dimetil sülfoksit | Solarbio Yaşam Bilimleri | D8371 | |
| Dinikonazol, %98,7J | & K Scientific | 83657-24-3 | |
| Dulbecco'nun modifiye edilmiş Eagle'ın ortamı | Solarbio Yaşam Bilimleri | 11965-500 mL | |
| elektronik terazi | Shanghai Precision Instrument Co., Ltd | FA1004B | |
| Fetal sığır serumu | Cellmax | ||
| Floresan spektrofotometre | Tecan | Infinite M200 | |
| Flusilazol, %98,5J | & K Bilimsel | 85509-19-9 | |
| Dondurarak kurutucu | SCIENTZ | ||
| Yüksek verimli doku öğütücü | SCIENTZ | ||
| Ters mikroskop | Leica Biosystems | DMi1 | |
| Milli-Q sistemi | Millipore | MS1922801-4L | |
| Murashige & Skoog ortamı | HOPEBIO | HB8469-7 | |
| Azot üfleme yoğunlaştırıcı | AOSHENG | MD200-2 | |
| PBS | Solarbio Yaşam Bilimleri | P1022-500 mL | |
| Penisilin-Streptomisin Sıvı | Solarbio Yaşam Bilimleri | P1400-100 mL | |
| Propikonazol, %100J | & K Bilimsel | 60207-90-1 | |
| Araştırma artı | Eppendorf | 10-1000 μ L | |
| Küçük Parmak Havuç Tohumları (Daucus carota var. sativus) | Shouguang Tohum Sanayi A.Ş., Ltd | ||
| Sallama Kuluçka Makineleri | Şangay bluepard instruments Co., Ltd. | THZ-98AB | |
| Tebukonazol, %100 | J& K Scientific | 107534-96-3 | |
| Tripsin-EDTA çözeltisi | Solarbio Yaşam Bilimleri | T1300-100 mL | |
| Ultrason makinesi | ZKI | UC-6 | |
| UV ile sterilize edilmiş süper temiz tezgah | AIRTECH | ||
| Vorteks aleti | Wuxi Laipu Enstrüman Equipment Co, Ltd | BV-1010 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.