Mersin Balığı Fin ve Çene Kemiği Matrislerinden Kortizol Ekstraksiyonu
Summary
Bu çalışmada mersin balığı türlerinin yüzgeci nden ve çene kemiğinden kortizol çıkarılması için bir protokol sunmuz. Fin ve çene kemiği kortizol düzeyleri, ELISA tahlilleri ile takip eden iki yıkama çözücüsi karşılaştırılarak daha fazla incelendi. Bu çalışma, yeni bir stres göstergesi olarak çene kemiği kortizol fizibilite pilot.
Abstract
Bu çalışmanın amacı, iki yıkama çözücüsi (su ve izopropanol) kullanarak mersin balığı yüzgeçlerinden kortizol çıkarılması için bir teknik geliştirmek ve üç ana mersin balığı türü arasında fin kortizol düzeylerindeki farklılıkları ölçmektir. Yüzgeçler yedi beluga(Huso huso),yedi Sibirya(Acipenser baerii)ve beş sevruga(A. stellatus)olmak üzere 19 kurban mersin balığından hasat edilmiştir. Mersin balıkları İran çiftliklerinde 2 yıl (2017-2018) yetiştirildi ve Güney Kore’de kortizol ekstraksiyon analizi yapıldı (Ocak-Şubat 2019). Beş H. huso çene kemikleri de kortizol ekstraksiyonu için kullanılmıştır. Veriler SAS ortamında genel doğrusal model (GLM) yordamı kullanılarak analiz edildi. Varyasyonun intra-ve inter-assay katsayıları sırasıyla 14.15 ve 7.70 idi. Kısaca kortizol ekstraksiyon tekniği, numunelerin (300 ± 10 mg) 3 mL çözücü (ultrasaf su ve izopropanol) ile iki kez yıkanması, 80 rpm’de 2,5 dakika boyunca döndürülmesi, yıkanmış numunelerin oda sıcaklığında (22-28 °C) 7 gün boyunca havayla kurutulması, daha fazla kuruma 32 dakika boyunca 50 Hz’de boncuk çırpıcı kullanan ve toz haline getirerek kurutulmuş totoya 1,5 mL metanol (75 ± 5 mg) ve oda sıcaklığında 18 saat boyunca yavaş döndürme (40 rpm) sürekli karıştırma ile. Ekstraksiyondan sonra numuneler santrifüj (10 dk için 9.500 x g) ve 1 mL supernatant yeni bir mikrosantrifüj tüpüne (1.5 mL) aktarıldı, metanolbuharlaştırmak için 38 °C’de inkübe edildi ve enzime bağlı immünosorbent analizi (ELISA) ile analiz edildi. . Yüzgeç kortizol düzeylerinde türler arasında veya yıkama çözücüleri arasında yüzgeç ve çene kemiği kortizol düzeylerinde fark gözlenmedi. Bu çalışmanın sonuçları mersin balığı çene kemiği matrisinin katı matrisler için umut verici bir alternatif stres göstergesi olduğunu göstermektedir.
Introduction
Kortizol hayvan stresinin güvenilir bir göstergesidir. Kortizol ekstraksiyon stres düzeyleri ve stres genel desenleri izlemek için araştırmacılar için geçerli bir çerçeve sağlar. Örneğin, önceki çalışmalarda insanlarda çeşitli yöntemler kullanarak saç kortizol ölçümleri metodolojik doğrulama yaptık1,2, maymunlar3,4, sığır5, koyun6, ve japon balığı7,8. Balık türlerinde pul, deri mukusu, dışkı ve kan9 gibi matrislerde kortizol ölçümlerinin balık sağlığı hakkında bilgi sağladığı gösterilmiştir. Kan örneklemesi sorunlu olduğunda veya pullar eksik olduğunda kortizol ekstraksiyonu için alternatif matrislere ihtiyaç vardır. Balıklarda, alternatif matrisler çene kemiği içerebilir, insan diş benzer sert bir doku10.
Balık stres düzeylerini belirlemek için yeni matrislerin ve doğrulanmış tekniklerin geliştirilmesi, mersin balığının çevresel stres faktörlerine uzun süre maruz kalarak karşılaşabileceği havyar endüstrisinin özellikle ilgisini çekiyor11. Mersin balığının cinsiyeti 2 yaşından önce belirlenemez ve mersin balığının pulu yoktur. Kortizol yavaş yavaş büyüme aşamasında katı matrisler birikir çünkü2,7,12, yüzgeçleri ve çene kemikleri gibi sert matrisler uzun vadeli kortizol birikimi verileri stres içine anlayış sağlayabilir farklı büyüme aşamalarında düzeyleri. Buna karşılık, kan kortizol düzeyleri ölüm sırasında stres düzeylerinin bir anlık sağlamak ve doğru uzun vadeli yetiştirme koşulları sırasında stres temsil edemez13,14. Havyar pazarında artan rekabet ile, uzun vadeli yetiştirme sırasında mersin balığı türleri arasında sağlıklı yumurta üretimi için stres koşullarını iyileştirmek için yeni yaklaşımlar (8-12 yıl veya daha uzun) araştırma giderek daha önemli bir alandır. Mersin balığının yüksek maliyeti nedeniyle, hasat edilen numuneler son derece pahalıdır (türlere ve büyüme aşamasına bağlı olarak olgun balık başına 8.000-15.000 $), araştırma projeleri için sınırlayıcı bir faktördür. Ancak, mersin balığı yüzgeçleri ve çene kemiklerinden kortizol ekstraksiyonu için uygun bir tekniğin geliştirilmesi, hem balık yetiştiriciliği sistemlerine hem de yabani balıklarda hem tüketim hem de tüketim için mersin balığı yumurtalarının kalitesini ve hasatını iyileştirmek için yararlı bir şekilde uygulanabilir. Koruma.
Güvenilir sonuçlar sağlamanın yanı sıra6,uygun bir kortizol ekstraksiyon tekniğinin seçilmesi, numune hazırlama sırasında matriste bulunan diğer bileşiklerin çıktıyı şaşırtmamasını sağlamak için kritik öneme sahiptir, bu da tutarsız sonuçlar. Yüzgeç ve çene kemiği kortizol düzeylerinin çevredeki sudaki hormon seviyelerinden etkilenip etkilenmediğini belirlemek de aynı derecede önemlidir. Heimbürge ve ark.15, yaş, cinsiyet, gebelik, mevsim, renk12ve kortizol16ayıklanır vücut bölgesi de dahil olmak üzere bir dizi faktör kortizol düzeylerini etkileyebilir önerdi . Ancak, balık vücut matris8 kortizol ekstraksiyon solventler yıkama etkileri hakkında çok az bilgi mevcuttur,ve mersin balığı bu etkileri üzerinde hiçbir, mersin balığı yumurta ları hariç17.
Mersin balığının yüzgeçlerinden ve çene kemiklerinden bazal kortizol düzeylerinin analiz edilmesi balıkların ötenaziye geçirilmelerini gerektirse de, bu yaklaşım canlı mersin balığında kan örneklemesi için gerekli invaziv teknikleri gerektirmez. Yüzgeç ve çene kemiği örnekleri kolayca toplanır ve bu dokulardan çıkarma işlemi hızla yapılabilir. Benzer şekilde, hormon ekstraksiyon ve analiz basit ve biraz özel ekipman gerektirir.
Bu çalışmada, balık yüzgeçlerinden ve çene kemiklerinden kortizol çıkarılması, yıkanması ve tayini için yeni ve kolay uygulanan bir teknik sunmaktayız, bu matrislerden ölçülen kortizol düzeylerinin stres olarak güvenilir bir şekilde kullanılıp kullanılamayacağı saptanmak amacıyla Gösterge. Bu tekniğin avantajları kolay ve non-invaziv8 yaklaşım, daha az veri varyasyonu ve güvenilir çıkış1,6,8,17; bu teknik mersin balığı gibi pulsuz balık türleri için geçerlidir. Bu teknik, balığın kesilmesini, uygun yıkama çözücülerinin seçimi2,4, numunelerin uygun şekilde öğütülmesi3,5, profesyonel enzime bağlı immünosorbent test (ELISA) gerektirir. uygulama5,7, ve katı matrisler içine kortizol kaynaklarının dahil geniş bilgi6.
Beluga (Huso huso), Sibirya (Acipenser baerii), ve sevruga (A. stellatus ), her tür için standart çevre koşulları altında. H. huso çene kemikleri de mersin balığı stresdeğerlendirmek için kullanılmıştır. Bu, mersin balığı çene kemiklerindeki kortizol düzeylerini ölçen ilk çalışmadır. Bu çalışmanın sonuçları, cinsiyet belirlemeden önce erken büyüme aşamasında (~1 yıl) mersin balığı türleri için karşılaştırmalı kortizol verileri sağlayacaktır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mersin balığı bazen “yaşayan fosil” olarak adlandırılır, çünkü geçmiş bin yıl boyunca birkaç adaptasyon sergilemiştir. Mersin balığı cinsi Acipenser havyar üreten 27 tür içerir; ancak, üç tür (beluga, baerii ve sevruga) küresel havyar kaynağının çoğunu üretir. Mersin balığı aşırı avlanmaya ve doğal yaşam alanlarına müdahaleye karşı savunmasızdır ve bu nedenle diğer türlere göre daha kritik tehlike altındadır. Mersin balığı, 150 milyon yıldır var olan en eski…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Tarım Bilimleri ve Teknoloji Geliştirme Kooperatif Araştırma Programı desteği ile yapılmıştır (Proje başlığı: İklim değişikliği ile hayvancılık verimlilik değişikliği analizi, Proje No. PJ012771), Kırsal Kalkınma İdaresi, Kore Cumhuriyeti. Ayrıca, bu çalışma bir hibe tarafından desteklenmiştir (Hayır. PJ01344604) Hayvan Beslenme ve Fizyoloji Ekibi, Ulusal Hayvan Bilimleri Enstitüsü, RDA, Seul, Kore Cumhuriyeti. Yazarlar, bu çalışmada incelenen üç mersin balığı türünden balık sağlayan Farsça Jest CEO’su Mohammad Hassan Salmanzadeh ve ekibini minnetle kabul ediyorlar.
Materials
| Disposal latex surgical gloves | Ansell | 63754090 |
| Platform scale-electronic weighing 100kg | Baskoolnikoo | 101 EM |
| Serological pipette to deliver up to 24 mL | Becton Dickinson Falcon | 35-7550 |
| Micro plate reader with 450 nm and 490 to 492 nm reference filters | BioTek | 8041000 |
| Reagent reservoirs | BrandTech | 703459 |
| Zipper storage plastic bag | Cleanwrap | 30cm x100m |
| Isopropyl alcohol | Daejung chemicals & Metals | 5035-4400 |
| Methyl alcohol | Daejung chemicals & Metals | 5558-4100 |
| Tube rotator- MX-RL-Pro | DLAB Scientific | 824-222217777 |
| Precision pipette to deliver 1.5 and 10 mL | Eppendorf Research Plus | M21518D |
| Precision pipette to deliver 15 and 25 μL | Eppendorf Research Plus | R25623C |
| Weighing paper (107 x 210 mm) | Fisherbrand | 09-898-12B |
| Bead beater, 50/60 Hz 2A | GeneReach Biotechnology Corp | tp0088 |
| Plate rotator with orbit capable of 500 rpm | Hangzhou Miu Instrument | MU-E30-1044 |
| Disposable polypropylene tubes to hold at least 24 mL | Hyundai Micro | H20050 |
| Fume hood | Kwang Dong Industrial | KD 901-22128175 |
| Micro-centrifuge capable of 1500 x g | Labo Gene | 9.900.900.729 |
| Mini vortex mixer | LMS | VTX-3000L |
| Lotte aluminum foil roll | Lotte Aluminum | B0722X5FK5 |
| Digital scale | Mettler Toledo | ME204 |
| Ultrapure water | MDM | MDM-0110 |
| Pipette tips | Neptune Scientific | REF 2100.N |
| Large fish net | Pond H2O | Hoz135 |
| Salivary cortisol kit | Salimetrics | 1-3002-4 |
| Bone cutting forceps | Sankyo | 26-188A |
| Precision multichannel pipette to deliver 50 μL and 200 μL | VITLAB | 18A68756 |
| Towel | Yuhan Kimberly | 1707921546 |
| Tissue paper (107 × 210) | Yuhan Kimberly | 41117 |
References
- Meyer, J. S., Novak, M. A. Hair cortisol: a novel biomarker of hypothalamic-pituitary- adrenocortical activity. Endocrinology. 153, 4120-4127 (2012).
- Ghassemi Nejad, J., et al. A cortisol study: facial hair and nails. Journal of Steroids Hormonal Sciences. 7, 1-5 (2016).
- Meyer, J. S., Novak, M. A., Hamel, A., Rosenberg, K. Extraction and analysis of cortisol from human and monkey hair. Journal of Visualized Experiments. (83), e50882 (2014).
- Davenport, M. D., Tiefenbacher, S., Lutz, C. K., Novak, M. A., Meyer, J. S. Analysis of endogenous cortisol concentrations in the hair of rhesus macaques. General and Comparative Endocrinology. 147, 255-261 (2006).
- Ghassemi Nejad, J., Ataallahi, M., Park, H. K. Methodological validation of measuring Hanwoo hair cortisol concentration using bead beater and surgical scissors. Journal of Animal Science and Technology. 61, 41-46 (2019).
- Ghassemi Nejad, J., et al. Wool cortisol is a better indicator of stress than blood cortisol in ewes exposed to heat stress and water restriction. Animal. 8, 128-132 (2014).
- Brossa, A. C. . Cortisol in skin mucus and scales as a measure of fish stress and habitat quality. Ph.D. dissertation. , (2018).
- Carbajal, A., et al. Cortisol detection in fish scales by enzyme immunoassay: biochemical and methodological validation. Journal of Applied Ichthyology. 34, 1-4 (2018).
- Bertotto, D., et al. Alternative matrices for cortisol measurement in fish. Aquaculture Research. 41, 1261-1267 (2010).
- Ghassemi Nejad, J., Jeong, C., Shahsavarani, H., Sung, I. K., Lee, J. Embedded dental cortisol content: a pilot study. Endocrinology & Metabolic Syndrome. 5, 240 (2016).
- Pankhurst, N. W. The endocrinology of stress in fish: an environmental perspective. General and Comparative Endocrinology. 170, 265-275 (2011).
- Ghassemi Nejad, J., Kim, W. B., Lee, B. H., Sung, K. I. Coat and hair color: hair cortisol and serotonin levels in lactating Holstein cows under heat stress conditions. Animal Science Journal. 88, 190-194 (2017).
- Baker, M. R., Gobush, K. S., Vynne, C. H. Review of factors influencing stress hormones in fish and wildlife. Journal of Nature Conservation. 21, 309-318 (2013).
- Aerts, J., et al. Scales tell a story on the stress history of fish. PLoS One. 10, e0123411 (2015).
- Heimbürge, S., Kanitz, E., Otten, W. The use of hair cortisol for the assessment of stress in animals. General and Comparative Endocrinology. , 10-17 (2019).
- Ghassemi Nejad, J., et al. Comparing hair cortisol concentrations from various body sites and serum cortisol in Holstein lactating cows and heifers during thermal comfort zone. Journal of Veterinary Behavior: Clinical and Application Research. 30, 92-95 (2019).
- Bussy, U., Wassink, L., Scribner, K. T., Li, W. Determination of cortisol in lake sturgeon (Acipenser fulvescens) eggs by liquid chromatography tandem mass spectrometry. Journal of Chromatography B. 1040, 162-168 (2017).
- SAS. 1999. . SAS. User’s Guide (Version 8.01 Edition). , (1999).
- Barton, B. A. Stress in fishes: a diversity of responses with particular reference to changes in circulating corticosteroids. Integrative and Comparative Biology. 42, 517-525 (2002).
- Ghassemi Nejad, J., et al. Measuring hair and blood cortisol in sheep and dairy cattle using RIA and ELISA assay: a comparison. Biological Rhythm Research. Accepted. , (2019).
