Yetişkin Zebra balığı Kan Testleri için Tekrarlanan Kan Alma
Summary
Repeated blood sampling is necessary and important in animal research. We developed a novel, non-lethal and reliable method for repeated blood collection from adult zebrafish, and applied this method to the study of blood biochemistry, including glucose metabolism.
Abstract
Tekrarlanan kan toplama laboratuvar hayvanları üzerinde yapılan en yaygın tekniklerden biridir. Ancak, Zebra balığı kan toplama için bir öldürücü olmayan protokol kurulmamıştır. Zebra balığı kan toplama için önceki metotlar, lateral insizyon, dekapitasyon ve kuyruk ablasyon gibi öldürücü bulunmaktadır. Böylece biz burada bu yordamı özetleyen ayrıntılı bir protokol, bir roman "tekrarlanan" kan toplama yöntemi geliştirdi ve mevcut var. Bu yöntem, minimal invaziv ve bu nedenle, aynı bireyden elde tekrarlanan kan örnekleme sağlayan zebrabalıkları için çok düşük bir ölüm oranına (% 2.3) elde edilir. Kan örneği maksimum hacim balık vücut ağırlığına bağlıdır. Aralıklarla tekrarlanan kan örneklemesi için hacim kan hemoglobin ölçümleri ile değerlendirildi vücut ağırlığının her hafta ya da ≤1% 2 haftada, bir ≤0.4% olmalıdır. Ayrıca, hemoglobin, açlık kan şekeri, plazma triaçilgliserol (TG) ve toplam cerkek ve dişi yetişkin zebrafish holesterol düzeyleri ölçüldü. Ayrıca diyet indükte obeziteye glikoz metabolizmasının bozulmasına araştırmak için, bu yöntemi uygulanır. Bu kan toplama yöntemi glukoz ve lipit metabolizması ve bir insan hastalık model organizma olarak zebrafish kullanımını artıracak hematolojik çalışmalar da dahil olmak üzere birçok uygulama, sağlayacaktır.
Introduction
Organları ve genetik insanlarda 1,2 benzemektedir, çünkü balığı insan hastalıklarında değerli bir model olarak artan bir popülerlik kazanmaktadır. Gelişimsel biyoloji alanında birçok çalışma zebra balığı ve insan gösteri hematopoiesis 3, hemostaz 4,5 ve myelopoiesis 6 benzerliği işaretli olduğunu göstermiştir. Yetişkin Zebra balığı da bu model organizma hisseleri nedeniyle insan hastalıklarında bozulduğu olanlarla ortak yollar immünolojik 7, nörodejeneratif 8 ve obezite ile ilişkili hastalıkların 9 çalışmak için kullanılır. Obezite ve obezite ile ilişkili hastalıkların (diyabet, karaciğer yağlanması ve alkolsüz steatohepatit ve ateroskleroz) için zebrabalıkları kan şekeri ve lipidler düzeyleri iyice birçok transgenik ve diyete bağlı obezite modellerinde 10-13 araştırılmıştır.
Bireysel hayvanlardan Tekrarlanan kan örneklemesi hayvan kullanımı ve dec azaltacaktırbireyler farklılıkları artma. Ancak, tekrarlanan numune toplama nedeniyle nispeten küçük kan hacmi ve kolay erişilebilir damarların olmaması gibi zebrabalıkları gibi küçük hayvanlarda teknik olarak zordur. Bu yöntemler de dahil olmak üzere öldürücülüğü kendi dezavantajları, olmasına rağmen zebrafish bir defalık kan toplama için çeşitli yöntemler, ilişkili doku hasarı ve sınırlı kan hacmi geliştirilmiştir. Örneğin, 1-5 ul kan dorsal aorta 5 bölgesinde yaklaşık olarak boyuna 0.3 cm bir yanal kesi hasat edilebilir. Göğüs kuşak boyunca keserek makas ile Decapitation 5-10 ul kan 10 toplayabilir. Başka uygun kan örnekleme metodu kuyruk ablasyon 14'tür. Kardiyak delinme aynı balık tekrarlanan kan toplama için tek potansiyel alternatif bir yöntemdir, ancak çok küçük bir miktar bu prosedüre (yaklaşık 50 nl) elde perfor olabilir analizlerin sayısını sınırlar11 med. Bu duruma göre, yeni bir protokol bu organizma insan hastalıkları için standart model organizma için önemli bir ilerleme gerekli olacaktır tekrarlanan öldürücü olmayan kan örnekleme sağlamak için gereklidir. Bu teknik farmakolojik cevabı, moleküler tanı için biyobelirteçlerin, prognoz tayini keşif ve metabolik hastalıklar, dejeneratif hastalıklar ve maligniteler çeşitli türleri gibi çeşitli hastalıkların izlenmesi test etmek için izin verecek.
Bu nedenle Zebra balığı seri 15 kan elde etmek için minimal invaziv bir yöntem geliştirdi. Burada görsel prosedür göstermek ve bu teknik için ayrıntılı bir protokol sağlar. Bu yöntemi kullanarak, çeşitli hemoglobin içeren parametreler, açlık kan şekeri, sağlıklı erişkin zebrabalıkları kanında lipidler dayalı normal değer değerlendirildi. Ayrıca, aynı zamanda, bu yöntem, m seri örnekleri gerektiren çalışmalar için uygun olup olmadığını değerlendiriroverfeeding deneyler sırasında kan glukoz düzeylerinde geçici değişiklikler onitoring.
Protocol
Representative Results
Discussion
Biz seri erişkin zebrabalıkları kan elde etmek için burada ayrıntılı bir protokol mevcut. Bu yöntem gerçekleştirmek için basittir ve günlük olarak laboratuvarda kullanın. Bu kan toplama yöntemi Zebra balığı en dorsal aort içine bir cam kılcal iğne takmadan dayanmaktadır. Bu işlem sırasında, o dorsal aorta arıyor için kriter olduğu için omurgayı baskılamak için dikkatli olmak önemlidir. Omurga yaralanması azaltılması hayatta kalma oranını artıracaktır. Bu teknik, basit ve usta kola…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by JSPS KAKENHI Grant Number 25860294 and 25590073. We would like to thank Ms. Yui Namie for the hand-drawn illustration, and Mr. Koshi Kataoka and Ms. Sayuri Ichikawa for assistance with the zebrafish maintenance.
Materials
| Glass capillaries with filament | Narishige | GD-1 | 1.0-mm-outer-diameter. |
| Needle puller | Narishige | PC-10 | To produce the needls |
| Heparin | Wako Pure Chemical Industries | 081-00136 | For heparinization |
| Aspirator tube assembly | Drummond | 2-040-000 | For blood collection |
| Bulb dispenser | Drummond | 1-000-9000 | For blood collection |
| 2-phenoxyethanol | Wako Pure Chemical Industries | 163-12075 | For anesthetizing the fish |
| DRI-CHEM3500V | Fujifilm | – | For hemoglobin measurement |
| DRI-CHEM Slides | Fujifilm | Hb-WII | For hemoglobin measurement |
| Glutest Neo Super | Sanwa Kagaku Kenkyusho | – | For bood glucose measurement |
| Wako L-type TG kit | Wako Pure Chemical Industries | 464-44201 | For TG measurement |
| Wako L-type CHO kit | Wako Pure Chemical Industries | 460-44301 | For total cholesterol measurement |
| Parafilm M | Alcan Packaging | PM996 | To expel the blood on |
References
- Lieschke, G., Currie, P. Animal models of human disease: zebrafish swim into view. Nat Rev Genet. 8 (5), 353-367 (2007).
- Penberthy, W. T., Shafizadeh, E., Lin, S. The zebrafish as a model for human disease. Front Biosci. 7, d1439-d1453 (2002).
- Stachura, D. L., Traver, D. Cellular dissection of zebrafish hematopoiesis. Methods Cell Biol. 101, 75-110 (2011).
- Jagadeeswaran, P., Sheehan, J. P. Analysis of blood coagulation in the zebrafish. Blood Cells Mol Dis. 25 (3-4), 239-249 (1999).
- Jagadeeswaran, P., Sheehan, J. P., Craig, F. E., Troyer, D. Identification and characterization of zebrafish thrombocytes. Br J Haematol. 107 (4), 731-738 (1999).
- Lieschke, G. J., Oates, A. C., Crowhurst, M. O., Ward, A. C., Layton, J. E. Morphologic and functional characterization of granulocytes and macrophages in embryonic and adult. Blood. 98 (10), 3087-3096 (2001).
- Iwanami, N. Zebrafish as a model for understanding the evolution of the vertebrate immune system and human primary immunodeficiency. Exp Hematol. 42 (8), 697-706 (2014).
- Babin, P. J., Goizet, C., Raldua, D. Zebrafish models of human motor neuron diseases: advantages and limitations. Prog Neurobiol. 118, 36-58 (2014).
- Seth, A., Stemple, D. L., Barroso, I. The emerging use of zebrafish to model metabolic disease. Dis Mod Mech. 6 (5), 1080-1088 (2013).
- Eames, S. C., Philipson, L. H., Prince, V. E., Kinkel, M. D. Blood sugar measurement in zebrafish reveals dynamics of glucose homeostasis. Zebrafish. 7 (2), 205-213 (2010).
- Moss, J. B., et al. Regeneration of the pancreas in adult zebrafish. Diabetes. 58 (8), 1844-1851 (2009).
- Oka, T., et al. Diet-induced obesity in zebrafish shares common pathophysiological pathways with mammalian obesity. BMC Physiol. 10 (21), (2010).
- Chu, C. Y., et al. Overexpression of Akt1 enhances adipogenesis and leads to lipoma formation in zebrafish. PLoS One. 7 (5), e36474 (2012).
- Velasco-Santamaría, Y. M., Korsgaard, B., Madsen, S. S., Bjerregaard, P. Bezafibrate, a lipid-lowering pharmaceutical, as a potential endocrine disruptor in male zebrafish (Danio rerio). Aquat Toxicol. 105 (1-2), 107-118 (2011).
- Zang, L., Shimada, Y., Nishimura, Y., Tanaka, T., Nishimura, N. A novel, reliable method for repeated blood collection from aquarium fish. Zebrafish. 10 (3), 425-432 (2013).
- Carmichael, C., Westerfield, M., Varga, Z. M. Cryopreservation and in vitro fertilization at the zebrafish international resource center. Methods Mol Biol. 546, 45-65 (2009).
- Thorson, T. B. The partitioning of body water in Osteichthyes: phylogenetic and ecological implications in aquatic vertebrates. Biol Bull-US. 120, 238-254 (1961).
- Conte, F. P., Wagner, H. H., Harris, T. O. Measurement of blood volume in the fish (Salmo gairdneri gairdneri). Am J Physiol. 205, 533-540 (1963).
- Diehl, K. H., et al. A good practice guide to the administration of substances and removal of blood, including routes and volumes. J Appl Toxicol. 21 (1), 15-23 (2001).
- Nahas, K., Provost, J. -. P., Baneux, P. H., Rabemampianina, Y. Effects of acute blood removal via the sublingual vein on haematological and clinical parameters in Sprague-Dawley rats. Lab Anim. 34 (4), 362-371 (2000).
- Curado, S., et al. Conditional targeted cell ablation in zebrafish: a new tool for regeneration studies. DevDyn. 236 (4), 1025-1035 (2007).
- Andersson, O., et al. Adenosine signaling promotes regeneration of pancreatic beta cells in vivo. Cell Metab. 15 (6), 885-894 (2012).
- Hiramitsu, M., et al. Eriocitrin ameliorates diet-induced hepatic steatosis with activation of mitochondrial biogenesis. Sci Rep-UK. 4, 3708 (2014).
- Zang, L., Shimada, Y., Kawajiri, J., Tanaka, T., Nishimura, N. Effects of Yuzu (Citrus junos Siebold ex Tanaka) peel on the diet-induced obesity in a zebrafish model. J Funct Foods. 10, 499-510 (2014).
- Schlegel, A. Studying non-alcoholic fatty liver disease with zebrafish: a confluence of optics, genetics, and physiology. Cell Mol Life Sci. 69 (23), 3953-3961 (2012).
- Stoletov, K., et al. Vascular lipid accumulation, lipoprotein oxidation, and macrophage lipid uptake in hypercholesterolemic zebrafish. Circ Res. 104 (8), 952-960 (2009).
- Thomas, C. D., et al. Nutrient balance and energy expenditure during ad libitum feeding of high-fat and high-carbohydrate diets in humans. Am J Clin Nutr. 55 (5), 934-942 (1992).
