ゼブラフィッシュ幼虫に対する環境汚染物質の神経行動効果の研究
Summary
この論文では、ゼブラフィッシュ幼虫モデルを用いた環境汚染物質の神経行動毒性の評価について、暴露プロセスや神経行動指標の検査を含む詳細な実験プロトコルを提示する。
Abstract
近年、特に生物の初期の開発段階では、ますます多くの環境汚染物質が神経毒性であることが証明されています。ゼブラフィッシュ幼虫は、環境汚染物質の神経行動研究の優れたモデルです。ここでは、胚の収集、暴露プロセス、神経行動指標、試験プロセスを含むゼブラフィッシュ幼虫を用いた環境汚染物質の神経毒性の評価に詳細な実験プロトコルが設けられる。データ分析を行います。また、培養環境、暴露プロセス、および試験条件を、アッセイの成功を確実にするため議論される。このプロトコルは、精神病薬の開発、環境神経毒性汚染物質の研究に使用されており、対応する研究を行うか、機械学的研究に役立つ最適化が可能です。このプロトコルは、ゼブラフィッシュ幼虫に対する神経行動効果を研究するための明確な操作プロセスを示し、様々な神経毒性物質または汚染物質の影響を明らかにすることができる。
Introduction
近年、ますます多くの環境汚染物質が神経毒性1、2、3、4が証明されている。しかし、環境汚染物質にさらされた後の生体内の神経毒性の評価は、内分泌破壊や発生毒性の場合ほど容易ではありません。さらに、汚染物質への早期暴露、特に環境関連用量で、毒性試験5、6、7、8で注目を集めている。
Zebrafishは、環境汚染物質にさらされた後の早期発生時の神経毒性研究に適した動物モデルとして確立されています。ゼブラフィッシュは、受精後に他の種よりも速く発達する脊椎動物です。幼虫は、絨毛膜の栄養素が7日間の受精後(dpf)9のためにそれらを維持するのに十分であるため、餌を与える必要はありません。幼虫は、〜2dpfで絨毛から出出て、観察、追跡、定量化、および行動計器10、11、12、13から始まる3-4 dpf 14、15、16、18を使用して自動的に観察、追跡、定量化、および分析することができる水泳や旋回などの行動を開発する。また、ハイスループット試験は行動計測器でも実現できます。したがって、ゼブラフィッシュ幼虫は、環境汚染物質19の神経行動研究のための優れたモデルである。ここでは、ハイスループットモニタリングを使用して、光刺激下のゼブラフィッシュ幼虫に対する環境汚染物質の神経行動毒性を研究するプロトコルを提供しています。
我々の研究室は、2,2′,4,4′-テトラモジフェニルエーテル(BDE-47)20,21,6′-ヒドロキシ/メトキシ-2,2′,4,4′-テトラブロの神経行動毒性を研究しました この提示されたプロトコルを用いた、デカ臭素化ジフェニルエーテル(BDE-209)、鉛、および市販の塩素化パラフィン23を用いた、モディフェニルエーテル(6-OH/MeO-BDE-47)22。多くの研究室は、幼虫または成魚24、25、26、27に対する他の汚染物質の神経行動効果を研究するためにプロトコルを使用しています。この神経行動プロトコルは、胚性ゼブラフィッシュ27におけるビスフェノールAおよび置換ビスフェノールSへの低用量暴露が早期視床下部神経新生を誘発したことを示す機械学的支持を提供するために使用された。さらに、一部の研究者は、対応する研究を実行するためにプロトコルを最適化しました。最近の研究では、カゼインコーティングされた金ナノ粒子(βCas AuNPs)を用いた、簡分でハイスループットのゼブラフィッシュモデルでアミロイドベータ(Aβ)の毒性を排除しました。ゼブラフィッシュ幼虫および隔離脳内Aβ42の血液脳関門を横切って移入された全身循環におけるβCas AuNPsが、行動病理学28によって支持された非特異的なシャペロン様様式で毒性を惹起することを示した。
移動、経路角、および社会的活動は、提示されたプロトコルの汚染物質にさらされた後のゼブラフィッシュ幼虫の神経毒性効果を研究するために使用される3つの神経行動指標である。移動は幼虫の泳ぎ距離によって測定され、汚染物質にさらされた後に損傷を受ける可能性があります。経路角と社会活動は、脳と中枢神経系29の機能とより密接に関連している。パス角度とは、泳ぐ方向30に対する動物の動きの経路の角度を指す。~-180°~+180°から8つの角度クラスがシステムに設定されています。比較を簡素化するために、最終結果の6つのクラスは、以前の研究21,22に従って、ルーチンターン(-10°〜0°、0°、0°〜+10°)、平均ターン(-10°〜-90°、+10°〜+90°)、応答性ターン(-180°〜-90°、+180°)として定義されます。2魚の社会活動は、グループのショアリング行動の基本です。ここで、有効な2つの幼虫間の距離<0.5cmは社会的接触と定義される。
ここで提示されたプロトコルは、ゼブラフィッシュ幼虫に対する神経行動効果を研究するための明確なプロセスを示し、様々な物質または汚染物質の神経毒性効果を明らかにする方法を提供する。このプロトコルは、環境汚染物質の神経毒性の研究に興味のある研究者に利益をもたらします。
Protocol
Representative Results
Discussion
本研究は、ゼブラフィッシュ幼虫を用いた環境汚染物質の神経毒性を評価するための詳細な実験プロトコルを提供する。ゼブラフィッシュは、暴露期間中に胚から幼虫までのプロセスを経るが、これは胚と幼虫の良いケアが不可欠であることを意味する。胚や幼虫の発生に影響を与えるものは、最終的な結果に影響を与える可能性があります。ここでは、培養環境、露光プロセス、および実?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者らは、中国国立自然科学財団(21876135および21876136)、中国の国家主要科学技術プロジェクト(2017ZX07502003、2018ZX07701001-22)、MOE-上海財団による財政支援に感謝しています。子どもの環境衛生のキーラボ (CEH201807-5), スウェーデン研究評議会 (No. 639-2013-6913).
Materials
| 48-well-microplate | Corning | 3548 | Embyros housing |
| 6-well-microplate | Corning | 3471 | Embyros housing |
| BDE-47 | AccuStandard | 5436-43-1 | Pollutant |
| DMSO | Sigma | 67-68-5 | Cosolvent |
| Microscope | Olympus | SZX 16 | Observation instrument |
| Pipette | Eppendorf | 3120000267 | Transfer solution |
| Zebrabox | Viewpoint | ZebraBox | Behavior instrument |
| Zebrafish | Shanghai FishBio Co., Ltd. | Tubingen | Zebrafish supplier |
| ZebraLab | Viewpoint | ZebraLab | Behavior software |
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