Tüm hayvan prosedürleri, Ulusal Araştırma Konseyi'nin Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'na uygun olarak yürütülmüş ve Fuzhou Birinci Genel Hastanesi Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır (onay no. 202408002).
Zebrafish üretimi
Tüm deneyler, standart laboratuvar koşulları altında bakılan zebrafish (Danio rerio) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Toksisite analizi ve kuyruk amputasyon rejenerasyon analizi için yabani tip AB zebrafish kullanılmıştır. Makrofaj görüntüleme için özel olarak Tg(mpeg1:GFP) zebrafish kullanılmıştır. Tg(mpeg1:GFP), GFP ekspresyonunun makrofaj tarafından eksprese edilen mpeg1 promotörünün kontrolü altında makrofaj soyundan gelen hücreleri etiketlediği bir makrofaj raporlayıcı hattır. Tüm zebrafish hatları, 14 s/10 s ışık/karanlık döngüsü altında 28.5 °C'de tutulmuştur. Deneylerde yalnızca morfolojik olarak normal embriyolar kullanılmıştır. Tüm deneyler için embriyolar; NaCl, KCl, Ca(NO₃)₂·4H₂O, MgSO₄·7H₂O ve pH 7.2'ye ayarlanmış HEPES dahil olmak üzere reaktif saflığındaki kimyasallar kullanılarak hazırlanan Danieau tamponunda inkübe edilmiştir.
İlaç hazırlama ve güvenlilik belirleme
40 mg/mL'lik bir stok oluşturmak için Mollugin (40 mg), 1 mL DMSO içinde çözülmüştür. Stok önce Danieau tamponu ile 1:10 oranında seyreltilerek 4 mg/mL'ye, ardından uygulamalar için 22, 66 ve 200 µg/mL konsantrasyonlarına getirilmiştir. Maksimum güvenli konsantrasyonu belirlemek için, döllenmeden sonraki 48. saatteki (hpf) AB suşuna ait embriyolar koryonlarından arındırılmış ve %0,003 sodyum hipoklorit ile sterilize edildikten sonra 6 kuyucuklu plaklara dağıtılmıştır (n=20, grup başına üç tekrarlı kuyucuk). Embriyolar, E3 ortamında 28,5 °C'de 48 saat boyunca Mollugin (22 µg/mL, 66 µg/mL, 200 µg/mL, 240 µg/mL, 280 µg/mL, 320 µg/mL veya 360 µg/mL) ile inkübe edilmiştir. Sağkalım bir stereomikroskop altında izlenmiş ve ≥%90 embriyo canlılığına sahip olan en yüksek konsantrasyon, sonraki deneyler için güvenli üst sınır olarak belirlenmiştir.
Kuyruk amputasyonu ve rejenerasyon modelinin oluşturulması
Rejenerasyon çalışmaları için, 48 hpf yabani tip AB embriyoları, embriyo ortamında hazırlanan %0,03'lük trikayn ile anesteziye alınmış ve bir stereomikroskop altında yan konumlandırılmıştır. Kuyruk amputasyonu öncesinde embriyolar Danieau tamponunda tutulmuştur. Stereomikroskobik yönlendirme altında standardize bir transvers kuyruk amputasyonu gerçekleştirilmiştir. Amputasyon hattı, notokord ucunun hemen posterioruna, notokordun posterior ucu anatomik işaret olarak kullanılarak yerleştirilmiştir. Örnekler arasında tutarlı bir yaralanma seviyesi sağlamak amacıyla, bu işaretin distalinde kalan kuyruk yüzgeç kıvrımı bir mikroskalpel kullanılarak çıkarılmıştır. Amputasyonu takiben hemen (0 sa), stereo floresan mikroskop ile görüntüler elde edilmiştir. Amputasyondan sonra embriyolar, rejenerasyon deneyi için ilgili E3 bazlı tedavi ortamına aktarılmıştır. Mollugin çalışma çözeltileri, Mollugin stok çözeltisinin E3 ortamı ile 22, 66 ve 200 µg/mL nihai konsantrasyonlara seyreltilmesiyle hazırlanmıştır. Mollugin, rejenerasyon süresince banyo maruziyeti yoluyla uygulanmıştır. Taşıyıcı maruziyeti ile eşleştirmek için, yaralanmamış kontrol grubu ve yaralı model grubu, 200 µg/mL Mollugin grubundaki nihai DMSO konsantrasyonuna karşılık gelen %0,5 DMSO içeren E3 ortamında tutulmuştur. Embriyolar, ilgili E3 bazlı tedavi ortamının günlük olarak yenilenmesiyle 2 gün boyunca 28,5 °C'de 6 kuyucuklu plakalarda tutulmuştur. Rejenerasyon, kuyruk yeniden büyümesini ve makrofaj dağılımını değerlendirmek için amputasyon sonrası 24 ve 48. saatlerde hem beyaz ışık hem de floresan ayarları altında görüntüleme yapılarak belgelenmiştir. Görüntü ölçümleri ImageJ programında gerçekleştirilmiştir.
Rejenerasyon kantifikasyonu için, geri kazanılan kuyruk alanı µm2 cinsinden mutlak alan olarak ölçülmüş ve embriyo boyutuna veya orijinal kuyruk boyutuna göre normalize edilmemiştir. Değişkenliği minimize etmek için tüm embriyolar, notokord ucunun hemen arkasındaki aynı anatomik işaret noktasından ampute edilmiş ve gruplar arasındaki ölçüm bölgesini tanımlamak için aynı işaret noktası kullanılmıştır. İlgi bölgeleri, kuyruk ana hattına dayanarak ImageJ'de manuel olarak belirlenmiş ve analiz, tedavi gruplarından habersiz bir araştırmacı tarafından gerçekleştirilmiştir. Makrofaj-pozitif alan kantifikasyonu için Tg(mpeg1:GFP) embriyolarının GFP floresan görüntüleri ImageJ'de analiz edilmiştir. Kuyruk yaralanması/rejenerasyonu bölgesi, kuyruk alanı ölçümü için uygulanan aynı anatomik işaret noktası kullanılarak ilgi bölgesi olarak manuel olarak tanımlanmıştır. Görüntüler 8-bit gri tonlamaya dönüştürülmüş ve aynı deney içindeki tüm görüntüler için aynı arka plan düzeltme ayarları kullanılarak arka plan floresansı çıkarılmıştır. Ardından, GFP-pozitif makrofajla ilişkili sinyalleri belirlemek için her deneydeki tüm görüntülere tekdüze bir sabit floresan eşik değeri uygulanmıştır. Makrofaj-pozitif alan, tanımlanan ROI içindeki eşik-pozitif GFP alanı olarak hesaplanmıştır. Ölçümler, floresan yoğunluğu veya manuel hücre sayımı yerine floresan-pozitif alana dayandırılmıştır. Tüm görüntü analizleri, tedavi gruplarından habersiz bir araştırmacı tarafından gerçekleştirilmiştir.
RNA Ekstraksiyonu ve Kantitatif Real-Time PCR (qRT-PCR)
Rejenerasyon deneyi tamamlandıktan sonra, RNA analizi için her deneysel koşuldan embriyolar toplandı ve birleştirildi (grup başına en az 20 embriyo). Her koşul için bir biyolojik replika, aynı deneysel gruptan en az 20 embriyo içeren birleştirilmiş bir örnekten oluşmuştur. Her koşul için üç bağımsız birleştirilmiş biyolojik replika hazırlanmış ve istatistiksel analizler için kullanılmıştır. Toplam RNA, fenol/guanidin bazlı bir RNA ekstraksiyon reaktifi ile mekanik homojenizasyon sonrası izole edilmiştir. RNA kalitesi ve konsantrasyonu, A260/A280 oranları ölçülerek spektrofotometrik olarak değerlendirilmiştir. cDNA, ticari bir ters transkripsiyon kiti kullanılarak sentezlenmiştir. PCR amplifikasyonu SYBR Green reaktifleri ile gerçekleştirilmiştir. qRT-PCR döngü koşulları şu şekildedir: 95 °C'de 30 s başlangıç denatürasyonunu takiben, 95 °C'de 5 s denatürasyon ve 60 °C'de 30 s bağlanma/uzama şeklinde 40 döngü. Apoptoz (caspase-3 ve Bcl-2), inflamasyon (TNF-α, IL-1β, IL-6, NF-κB1, TLR4, CCL2 ve ICAM1) ve makrofaj fenotipi (iNOS ve arginase-1) ile ilgili genlerin ekspresyon seviyeleri ölçülmüştür. Referans gen olarak β-Actin kullanılmıştır. Gen ekspresyonundaki kat değişimleri 2−ΔΔCt yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Primer bilgileri Tablo 1'de listelenmiştir.
SOD ve CAT için aktivite analizleri
Kuyruk yaralanması sonrası antioksidan durumunu değerlendirmek için SOD ve CAT seviyeleri kullanılmıştır. Amputasyondan 48 saat sonra, her gruptan zebrafish'ler toplandı ve soğuk PBS içinde homojenize edildi. Santrifüj işleminden sonra, berraklaşmış ekstraktlar ticari aktivite analiz kitleri ile SOD ve CAT ölçümleri için kullanıldı. SOD aktivitesi, üretici talimatlarına uygun olarak WST-1 tabanlı bir analiz kiti kullanılarak ölçüldü. Örnekler, standartlarla birlikte 96 kuyucuklu analiz plakalarına yüklendi ve absorbans bir mikroplaka okuyucuda okundu. Enzim aktiviteleri standart eğrilerden elde edildi. Tüm analizler üç tekrarlı olarak gerçekleştirildi.
İstatistiki analiz
Veriler, en az üç bağımsız deneyden elde edilen ortalama ± SEM olarak gösterilmiştir. Toksisite testi için her bağımsız deney, grup başına 20 embriyodan oluşan bir embriyo grubundan ve üç tekrarlı kuyucuklardan oluşmuştur. Rejenerasyon görüntülemesi ve Tg(mpeg1:GFP) zebra balıklarında makrofaj görüntülemesi için ölçüm birimi olarak tekil embriyolar kullanılmış ve grup başına 10 embriyo analiz edilmiştir. qRT-PCR analizi için bir biyolojik replika, aynı deney grubundan en az 20 embriyo içeren havuzlanmış bir örnekten oluşmuş ve durum başına üç bağımsız havuzlanmış biyolojik replika analiz edilmiştir. SOD ve CAT aktivite analizi için durum başına beş bağımsız havuzlanmış biyolojik replika analiz edilmiştir. Gruplar arasındaki farklar, Tukey post hoc testi ile birlikte tek yönlü ANOVA kullanılarak analiz edilmiştir. İstatistiki analizler GraphPad Prism programında gerçekleştirilmiştir. p < 0.05 olan farklar anlamlı kabul edilmiştir.