Summary
थायराइड हार्मोन एक्शन इंडिकेटर माउस मॉडल को अपने अंतर्जात नियामक मशीनरी का उपयोग करके स्थानीय थायराइड हार्मोन कार्रवाई के ऊतक-विशिष्ट मात्रा का ठहराव सक्षम करने के लिए विकसित किया गया था। हाल ही में, यह दिखाया गया है कि मॉडल अंतःस्रावी-बाधित रसायनों को थायराइड हार्मोन अर्थव्यवस्था के साथ बातचीत करने के लिए उपयुक्त है, दोनों पूर्व विवो और विवो पद्धतियों में ।
Abstract
थायराइड हार्मोन (TH) सेल चयापचय और ऊतक समारोह में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। अर्थव्यवस्था अंतःस्रावी विघटनकारी रसायनों (ईडीसी) के लिए अतिसंवेदनशील है जो हार्मोन उत्पादन या कार्रवाई को परेशान कर सकते हैं। कई पर्यावरण प्रदूषक ईडीसी हैं, जो मानव स्वास्थ्य और कृषि उत्पादन दोनों के लिए एक उभरते खतरे का प्रतिनिधित्व करते हैं। इससे संभावित ईडीसी के प्रभावों की जांच के लिए उचित परीक्षण प्रणालियों की मांग बढ़ गई है। हालांकि, वर्तमान कार्यप्रणाली चुनौतियों का सामना करती है। अधिकांश परीक्षण प्रणालियां कई, अक्सर जटिल नियामक प्रक्रियाओं द्वारा विनियमित अंतर्जात मार्करों का उपयोग करती हैं, जिससे प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष प्रभावों में अंतर करना मुश्किल हो जाता है। इसके अलावा, इन विट्रो परीक्षण प्रणालियों में स्तनधारियों में ईडीसी चयापचय और फार्माकोकाइनेटिक्स की शारीरिक जटिलता का अभाव है। इसके अतिरिक्त, पर्यावरणीय ईडीसी के संपर्क में आमतौर पर विवो उत्पन्न चयापचयों सहित कई यौगिकों का मिश्रण शामिल होता है, इसलिए बातचीत की संभावना को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। यह जटिलता ईडीसी लक्षण वर्णन को कठिन बनाती है। थायराइड हार्मोन एक्शन इंडिकेटर (THAI) माउस एक ट्रांसजेनिक मॉडल है जो TH-उत्तरदायी लूसिफ़ेरेज़ रिपोर्टर सिस्टम को वहन करता है, जो ऊतक-विशिष्ट TH कार्रवाई के मूल्यांकन को सक्षम करता है। ऊतक के नमूनों में लूसिफ़ेरेज़ रिपोर्टर अभिव्यक्ति की मात्रा निर्धारित करके स्थानीय टीएच कार्रवाई पर रसायनों के ऊतक-विशिष्ट प्रभावों का मूल्यांकन किया जा सकता है। इसके अलावा, विवो इमेजिंग के साथ, थाई माउस मॉडल जीवित जानवरों में संभावित ईडीसी के प्रभावों पर अनुदैर्ध्य अध्ययन की अनुमति देता है। यह दृष्टिकोण दीर्घकालिक जोखिम, जटिल उपचार संरचनाओं, या वापसी के परीक्षण के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करता है, क्योंकि यह एक ही जानवर में समय के साथ स्थानीय टीएच कार्रवाई में परिवर्तन के आकलन को सक्षम बनाता है। यह रिपोर्ट थाई चूहों पर विवो इमेजिंग माप में की प्रक्रिया का वर्णन करती है। यहां चर्चा की गई प्रोटोकॉल हाइपर- और हाइपोथायरायड चूहों के विकास और इमेजिंग पर केंद्रित है, जो नियंत्रण के रूप में काम कर सकते हैं। शोधकर्ता अपनी विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए प्रस्तुत उपचारों को अनुकूलित या विस्तारित कर सकते हैं, आगे की जांच के लिए एक मूलभूत दृष्टिकोण प्रदान कर सकते हैं।
Introduction
थायराइड हार्मोन (टीएच) सिग्नलिंग सेलुलर चयापचय का एक मौलिक नियामक है, जो वयस्कता में सामान्य विकास और इष्टतम ऊतक समारोह के लिए आवश्यकहै। ऊतकों के भीतर, टीएच कार्रवाई को एक जटिल आणविक मशीनरी द्वारा बारीक रूप से नियंत्रित किया जाता है, जिससे स्थानीय टीएच स्तरों के ऊतक-विशिष्ट रखरखाव की अनुमति मिलती है। टीएच स्तरों को प्रसारित करने से विभिन्न ऊतकों की यह स्वायत्तता 2,3,4 का बहुत महत्व है।
कई रसायनों में अंतःस्रावी कार्यों को बाधित करने की क्षमता होती है और पर्यावरण में प्रदूषक के रूप में पाए जाते हैं। यह एक बढ़ती हुई चिंता है कि इन अणुओं अपशिष्ट जल और कृषि उत्पादन के माध्यम से खाद्य श्रृंखला में प्रवेश कर सकते हैं, जिससे पशुधनऔर मनुष्यों 5,6,7 के स्वास्थ्य को प्रभावित.
इस मुद्दे को संबोधित करने में महत्वपूर्ण चुनौतियों में से एक शामिल यौगिकों की सरासर संख्या है, जिसमें अधिकृत और पहले से ही प्रतिबंधित दोनों शामिल हैं, लेकिन अभी भी लगातार मौजूद, अणु। हाल के वर्षों में, स्क्रीनिंग औरविभिन्न रसायनों 8,9,10,11 की विघटनकारी क्षमता की पहचान करने के लिए परीक्षण प्रणाली विकसित करने के लिए पर्याप्त प्रयास किए गए हैं. हालांकि ये विधियां हजारों यौगिकों की उच्च-थ्रूपुट स्क्रीनिंग और संभावित खतरों की पहचान करने में उत्कृष्टता प्राप्त करती हैं, मानव जोखिम के खतरों को स्थापित करने के लिए इन अणुओं के विवो प्रभावों में विशिष्ट का विस्तृत विश्लेषण आवश्यक है। इस प्रकार, अंतःस्रावी-बाधित रसायनों (ईडीसी) का अध्ययन और लक्षण वर्णन करते समय एक बहुआयामी दृष्टिकोण आवश्यक है।
टीएच विनियमन के संदर्भ में, ईडीसी एक्सपोजर के ऊतक-विशिष्ट परिणामों को समझने के लिए स्थानीय टीएच कार्रवाई की मात्रा निर्धारित करने की आवश्यकता होती है। हालांकि इस उद्देश्य के लिए कई विवो मॉडल विकसित किए गए हैं, लेकिन अधिकांश अपने आउटपुट माप के रूप में अंतर्जात मार्करों पर भरोसा करते हैं। शारीरिक होने के बावजूद, ये मार्कर प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष दोनों तरह के कई नियामक तंत्रों के अधीन हैं, जिससे उनकी व्याख्या अधिक चुनौतीपूर्ण हो जाती है। इसलिए, ऊतक स्तर पर वें विनियमन पर ईडीसी प्रभाव विशेषता एक महत्वपूर्ण चुनौती12,13 बनी हुई है.
ऊतक-विशिष्ट टीएच सिग्नलिंग को मापने की चुनौतियों का समाधान करने के लिए, थायराइड हार्मोन एक्शन इंडिकेटर (टीएचएआई) माउस मॉडल हाल ही में विकसित किया गया था। यह मॉडल अंतर्जात स्थितियों के तहत स्थानीय टीएच कार्रवाई में परिवर्तन की विशिष्ट मात्रा का ठहराव करने की अनुमति देता है। एक लूसिफ़ेरेज़ ट्रांसजीन को माउस जीनोम में पेश किया गया था, जो वें एक्शन14 द्वारा विनियमन के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है। इस मॉडल ने विभिन्न शोध सवालों के जवाब देने में प्रभावशीलता का प्रदर्शन किया है जिनके लिए स्थानीय ऊतकटीएच सिग्नलिंग 14,15,16,17,18में परिवर्तन की मात्रा निर्धारित करने की आवश्यकता होती है।
थाई मॉडल के एक संभावित उपयोग की मान्यता टीएच सिग्नलिंग पर ईडीसी के ऊतक-विशिष्ट प्रभावों की विशेषता है। मॉडल हाल ही में टीएच सिग्नलिंग15 पर tetrabromobisphenol एक और diclazuril के ऊतक-विशिष्ट प्रभाव की जांच करने के लिए सफलतापूर्वक नियोजित किया गया है. यहां, टीएचएआई मॉडल पर विवो इमेजिंग तकनीकों में उपयोग करने के लिए बेसलाइन प्रोटोकॉल प्रस्तुत किए जाते हैं, जो टीएच फ़ंक्शन को बाधित करने वाले ईडीसी को चिह्नित करने के लिए एक परीक्षण प्रणाली के रूप में होते हैं। यह विधि लूसिफ़ेरिन-लूसिफ़ेरेज़ प्रतिक्रिया की बायोलुमिनसेंट प्रकृति का लाभ उठाती है। अनिवार्य रूप से, ट्रांसजेनिक रूप से व्यक्त लूसिफ़ेरेज़ एंजाइम प्रशासित लूसिफ़ेरिन के ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करता है, ऊतक में लूसिफ़ेरेज़ की मात्रा के लिए आनुपातिक प्रकाश उत्पन्न करता है (चित्र 1)। नतीजतन, मापा जैविक प्रतिक्रिया लूसिफ़ेरेज़ गतिविधि है, जिसे स्थानीय वें कार्रवाई14 के उपयुक्त उपाय के रूप में मान्य किया गया है। जबकि थाई मॉडल लगभग सभी ऊतकों में वें कार्रवाई की मात्रा निर्धारित करने के लिए लागू होता है, विवो इमेजिंग में मुख्य रूप से छोटी आंत (उदर इमेजिंग) और इंटरस्कैपुलर ब्राउन वसा ऊतक (बैट, पृष्ठीय इमेजिंग)14में वें कार्रवाई पर केंद्रित है।
इन विवो इमेजिंग तकनीक का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि यह माप के लिए जानवरों की बलि देने की आवश्यकता को समाप्त करता है। यह जांचकर्ताओं को अनुदैर्ध्य और अनुवर्ती प्रयोगों को स्व-नियंत्रित अध्ययन के रूप में डिजाइन करने की अनुमति देता है, विषयों के पूर्वाग्रह और उपयोग किए जाने वाले जानवरों की संख्या को कम करता है। यह पहलू ईडीसी लक्षण वर्णन में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, और इस उद्देश्य के लिए विधि की ताकत और बहुमुखी प्रतिभा पहले14,15 का प्रदर्शन किया गया है।
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Protocol
प्रायोगिक चिकित्सा संस्थान (PE/EA/1490-7/2017, PE/EA/106-2/2021) में पशु कल्याण समिति द्वारा वर्तमान प्रोटोकॉल की समीक्षा और अनुमोदन किया गया था। प्रस्तुत डेटा FVB/चींटी पृष्ठभूमि14, 3 महीने के नर थाई चूहों (n = 3-6/समूह) से है। FVB/चींटी पृष्ठभूमि थाई जानवरों की त्वचा पर अत्यधिक रंजित धब्बे होते हैं जो माप को विकृत कर सकते हैं। इसलिए, फर हटाने के बाद छवि वाले क्षेत्र की त्वचा पर रंजित धब्बे की खोज करें। जानवरों को विशेष आवास स्थितियों की आवश्यकता नहीं होती है जब तक कि प्रयोग के लिए विशेष रूप से इसकी आवश्यकता न हो (जैसे, एक विशेष आहार)।
1. हाइपरथायराइड उपचार
नोट: चूहों में हाइपरथायरायडिज्म को प्रेरित करने के लिए एक सामान्य प्रोटोकॉल यहां प्रदान किया गया है। एटीए गाइड19 उल्लिखित विकल्पों के साथ विधियों की पृष्ठभूमि पर विस्तृत विवरण प्रदान करता है।
- 5-10 मिलीग्राम/एमएल के बीच एकाग्रता के साथ स्टॉक समाधान बनाने के लिए 40 एमएम एनएओएच में टी 3 (3,5,3'-ट्राईआयोडोथायरोनिन, सामग्री की तालिकादेखें) को भंग करें।
- खारा के साथ स्टॉक समाधान को 0.1 μg/μL की अंतिम एकाग्रता तक पतला करें।
- शरीर के वजन (बीडब्ल्यूजी) के प्रति ग्राम 10 माइक्रोन की मात्रा में जागृत जानवरों में पतला टी 3 समाधान इंट्रापेरिटोनली (आईपी) इंजेक्ट करें। 24 घंटे के बाद, जानवरों को हाइपरथायराइड माना जाएगा।
नोट: टी 3 उपचार को किसी अन्य प्रकार के उपचार द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। उपचार विवो इमेजिंग में प्रोटोकॉल को प्रभावित नहीं करता है।
2. हाइपोथायरायड उपचार
नोट: यहां, चूहों में हाइपोथायरायडिज्म को प्रेरित करने के लिए केवल एक सामान्य प्रोटोकॉल प्रदान किया जाता है। एटीए गाइड19 उल्लिखित विकल्पों के साथ विधियों की पृष्ठभूमि पर विस्तृत स्पष्टीकरण का वर्णन करता है।
- आहार को आयोडीन मुक्त चाउ आहार में बदलें और केसीएलओ4 और मेथिमाज़ोल को पीने के पानी में जोड़ें (0.01% मेथिमाज़ोल, 0.05% केसीएलओ4) ( सामग्री की तालिकादेखें)।
- पीने के घोल को नियमित रूप से (हर 2-3 दिन) एक ताजा पीने के घोल से बदलें क्योंकि मेथिमाज़ोल हल्का-संवेदनशील होता है और जल्दी से ख़राब हो जाता है।
- कम से कम 2 सप्ताह के लिए उपचार शासन रखें, 4 सप्ताह से अधिक नहीं। जानवरों का वजन कम होगा और असुविधा दिखाई देगी। यदि जानवर मुश्किल से घूम रहे हैं, तो उनके अधिकांश बाल खो गए हैं, या मुश्किल से सचेत हैं, एक मानवीय समापन बिंदु का उपयोग करें और उन्हें किसी भी विधि से समाप्त करें (संस्थागत रूप से अनुमोदित प्रोटोकॉल का पालन करते हुए)।
- हाइपोथायरायडिज्म से संभावित वसूली को रोकने के लिए अन्य उपचारों के साथ संयुक्त होने पर हाइपोथायरायड उपचार जारी रखें।
3. विवो इमेजिंग में
- इन विवो इमेजिंग सिस्टम के साथ संगत सॉफ्टवेयर शुरू करें (सामग्री की तालिकादेखें)।
- लॉग इन करें और लोड करने के लिए "इमेजिंग विज़ार्ड" पैनल की प्रतीक्षा करें। यह खिड़की के नीचे बाईं ओर एक छोटा पैनल है।
- "इमेजिंग विज़ार्ड" पर "इमेज विज़ार्ड पैनल" में इनिशियलाइज़ पर क्लिक करके कैमरा कूलिंग शुरू करें। यह उपकरण को एक सेटअप प्रोटोकॉल चलाता है, इसके पूरा होने की प्रतीक्षा करें। "इमेजिंग विज़ार्ड पैनल" नीला हो जाता है, और कैमरे का तापमान काफी कम होने और उपकरण तैयार होने पर पैनल में एक हरी बत्ती चालू हो जाएगी।
- मापा जानवरों को गर्म रखने के लिए हीटिंग पैड का तापमान 30-37 डिग्री सेल्सियस पर सेट करें।
नोट: कैमरे के तापमान के इष्टतम होने की प्रतीक्षा करते हुए प्रोटोकॉल जारी रखें। - उपकरण के पास जानवरों को न रखें और न ही उनका इलाज करें। उपकरण के चारों ओर हवा में घूमने वाले बालों की अधिक मात्रा से बचें।
- केटामाइन-xylazine आईपी इंजेक्शन के साथ 1-3 जानवरों को एनेस्थेटाइज करें (केटामाइन 50 मिलीग्राम/किग्रा शरीर का वजन, xylazine 10 मिलीग्राम/किग्रा शरीर का वजन, सामग्री की तालिकादेखें)। वैकल्पिक रूप से, यदि एक आइसोफ्लुरेन संवेदनाहारी प्रणाली स्थापित है, तो केटामाइन-ज़ाइलज़ीन मिश्रण की जगह, आइसोफ्लुरेन संज्ञाहरण का उपयोग करने के लिए संस्थागत रूप से अनुमोदित प्रोटोकॉल का पालन करें।
नोट: हाइपोथायरायड चूहों केटामाइन-xylazine के प्रति अधिक संवेदनशील हैं; आधी खुराक का उपयोग करें। - एनेस्थीसिया के दौरान आंखों की सुरक्षा जेल का प्रयोग करें।
- फुटपैड को पिंच करके पेडल रिफ्लेक्स की जांच करें। कोई पेडल पलटा सर्जिकल विमान संज्ञाहरण की स्थिति की पुष्टि करता है।
- संज्ञाहरण प्रभावी होने के बाद, सबसे उपयुक्त फर हटाने की विधि (एपिलेटर, शेविंग, क्रीम, आदि) का उपयोग करके शरीर के अंगों से फर को हटा दें। सुनिश्चित करें कि ल्यूमिनसेंट प्रकाश के प्रकीर्णन को रोकने के लिए शरीर के अंगों पर कोई फर नहीं छोड़ा गया है।
- एमएल की एकाग्रता में 1x फॉस्फेट-बफर खारा (पीबीएस) में ना-ल्यूसिफेरिन ( सामग्री की तालिकादेखें) को भंग करें। लूसिफ़ेरिन प्रकाश के प्रति संवेदनशील है; प्रत्यक्ष प्रकाश जोखिम से बचें। एम्बर ट्यूबों में समाधान स्टोर करें या इसे एल्यूमीनियम पन्नी में लपेटें।
- मुंडा जानवरों को लूसिफ़ेरिन समाधान 10 μL/bwg i.p के साथ इलाज करें।
- पैड पर एक '+' के रूप में चिह्नित कैमरे के केंद्र बिंदु के साथ साधन में जानवरों रखें. ग्रिडलाइन की जांच करके और अनिश्चित होने पर एकल 'फोटो' कैप्चर के साथ पुष्टि करके उचित प्लेसमेंट सुनिश्चित करें।
- पहला माप लेने से पहले सब्सट्रेट प्रशासन के बाद 15 मिनट के लिए प्रतीक्षा करें. इस समय के दौरान, ल्यूमिनेसेंस के लिए 3 मिनट के लिए "छवि विज़ार्ड" पैनल में इमेजिंग समय निर्धारित करें और फोटो और ल्यूमिनेसेंस के लिए बक्से की जांच करें। मापा संकेत के स्रोत की पहचान करने के लिए ल्यूमिनेसेंस के साथ मेल खाने के लिए 'फोटो' आवश्यक है।
नोट: इष्टतम सब्सट्रेट तेज और ऊतक वितरण के लिए 15 मिनट की आवश्यकता है। ल्यूमिनसेंट सिग्नल पठार लूसिफ़ेरिन प्रशासन के 15-20 मिनट बाद। पठार के बाद संकेत धीरे-धीरे कम होने लगता है। - "इमेजिंग विज़ार्ड" पैनल में माप पर क्लिक करके पहला माप लें।
- यदि दोनों उदर और पृष्ठीय इमेजिंग प्रदर्शन कर रहे हैं, दूसरे शरीर के हिस्से के लिए जानवरों को पुनर्व्यवस्थित करने के लिए तुरंत पहले समापन के तुरंत बाद imaged किया जा करने के लिए.
- इमेजिंग किया जाता है के बाद, अपने पिंजरों के लिए जानवरों को लौटने और जानवरों के अगले सेट के साथ प्रयोग जारी है.
- जानवरों को ठीक होने दें, जो आमतौर पर अधिकतम 1-2 घंटे लगते हैं। वसूली की सुविधा के लिए जानवरों के पास गर्म पानी से भरा एक ट्यूब रखें, और इस तरह के साँस लेने और छिड़काव के रूप में महत्वपूर्ण संकेत की निगरानी.
- मापा जानवरों के भाग्य का फैसला. इस लेख में प्रस्तुत आंकड़ों में, मापा जानवरों पूर्व विवो माप के लिए संस्थागत रूप से अनुमोदित प्रोटोकॉल निम्नलिखित इच्छामृत्यु थे. हालाँकि, यह आवश्यक नहीं है। विचार करें कि क्या इच्छामृत्यु या अनुवर्ती प्रयोग नैतिक हैं।
4. डेटा विश्लेषण
- सॉफ़्टवेयर में "ClickInfo" फ़ाइल खोलें। छवि विश्लेषण और संपादन के लिए "टूल पैलेट" नाम का एक पैनल विंडो के दाईं ओर खुलेगा।
- छवि के ऊपरी बाएँ कोने में पैमाने को चमक में बदलें।
- "छवि समायोजित" पर क्लिक करें।
- छवियों के इष्टतम बिनिंग और रंग पैमाने पर निर्णय लें। सभी छवियों को समान सेटिंग्स का उपयोग करने दें।
- "टूल पैलेट" पर "आरओआई टूल्स" पर क्लिक करें।
- "आरओआई उपकरण" में "आरओआई रखें" पर क्लिक करके रुचि के क्षेत्रों का चयन करें। प्रयोगात्मक डिजाइन के आधार पर एक ही आकार के आरओआई या विभिन्न आकार के आरओआई का उपयोग करना भी सार्थक हो सकता है।
- "आरओआई मापने" पर क्लिक करें। रखे गए आरओआई के डेटा के साथ एक नई विंडो खुलेगी। पसंद के आयोजन या सांख्यिकीय सॉफ्टवेयर में ctr + c-ctrl + v Windows कमांड के साथ डेटा निर्यात करें।
- डेटा को कुल प्रवाह या औसत चमक के रूप में निर्यात किया जा सकता है। चुनें जो चर वर्तमान प्रयोगात्मक सेटिंग में सबसे अधिक प्रासंगिक है.
- प्रयोगात्मक डिजाइन के अनुसार डेटा विश्लेषण जारी रखें। "एक जानवर में मापा प्रभाव" के रूप में (उपचारित-पृष्ठभूमि) मूल्यों की व्यक्तिगत गणना की सिफारिश की जाती है।
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Representative Results
आम तौर पर, मापा विकिरण 105 से 1010 p /s/cm2/sr के परिमाण से होता है। हालांकि, सटीक मूल्य एक ही छवि के भीतर और विभिन्न छवियों में जानवरों के बीच भिन्न हो सकते हैं। इसलिए, कच्चे डेटा की तुलना करना भ्रामक हो सकता है। सभी प्रयोगों में नियंत्रण और पृष्ठभूमि संकेतों को स्थापित करना महत्वपूर्ण है, जिससे स्व-नियंत्रित डिज़ाइन अत्यधिक अनुशंसित हो जाते हैं।
चित्रा 2 हाइपो-, यूरोपीय संघ, और हाइपरथायराइड चूहों से जुड़े एक प्रयोगात्मक सेटअप में उदर और पृष्ठीय विचारों से प्रतिनिधि छवियों और डेटा प्रस्तुत करता है। हाइपोथायरायड चूहों में सबसे कम संकेतों की उम्मीद की जाती है, जो अक्सर रंग पैमाने की निचली सीमा से नीचे गिरते हैं।
फर की कमी वाले क्षेत्र, जैसे कि फुटपैड, पूंछ और नाक, अपेक्षाकृत उच्च बेसल संकेतों का प्रदर्शन करते हैं। महत्वपूर्ण बात, लूसिफ़ेरेज़ संकेत थायराइड हार्मोन (TH) स्थिति से प्रभावित होता है, जैसा कि चित्र 2में देखा गया है। दिलचस्प बात यह है कि चित्रा 3 दर्शाता है कि वें कार्रवाई काफी ठंड पर बल दिया थाई चूहों14 के भूरे रंग के वसा ऊतक (बैट) में बढ़ जाता है. हालांकि, यह उपचार फुटपैड और पूंछ में लूसिफ़ेरेज़ सिग्नल को प्रभावित नहीं करता है। यह असमानता एक ही जीव के ऊतकों में स्पष्ट रूप से अलग-अलग टीएच क्रियाओं की क्षमता को रेखांकित करती है। कोल्ड एक्सपोजर बैट सक्रियण को ट्रिगर करता है, टाइप 2 डियोडिनेज-मध्यस्थता वाले वें सक्रियण20,21के स्थानीयकृत अपरेगुलेशन की आवश्यकता होती है। ठंड के जोखिम के 24 घंटे के बाद, टीएच स्तर अपरिवर्तित रहता है, जिसके परिणामस्वरूप फुटपैड और पूंछ में कोई टीएच-निर्भर सिग्नल परिवर्तन नहीं होता है। इसके विपरीत, चित्रा 2 में प्रस्तुत परिदृश्य में, जहां ऊंचा रक्त टीएच स्तर फुटपैड, पूंछ और बैट में टीएच कार्रवाई को तदनुसार बढ़ाता है।
चित्रा 2 और चित्रा 3 दोनों वृषण क्षेत्र में मजबूत संकेतों को प्रकट करते हैं। यह अंडकोष में लूसिफ़ेरेज़ ट्रांसजीन की TH-स्वतंत्र उच्च बेसल अभिव्यक्ति के लिए जिम्मेदार है, जो THAI मॉडल की एक विशेषता है। इस अंग में, लूसिफ़ेरेज़ सिग्नल टीएच स्तरों को प्रसारित करने में परिवर्तन से अप्रभावित रहता है।
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, हाइपो- और हाइपरथायरॉइड उपचार को अन्य हस्तक्षेपों के साथ प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जैसे कि अंतःस्रावी-बाधित यौगिकों (ईडीसी) का परीक्षण। चित्रा 4 डिक्लाज़ुरिल से जुड़े तीन सप्ताह के लंबे अनुवर्ती प्रयोग में बैट इमेजिंग प्रदर्शित करता है, जो ईडीसी संभावित16 के साथ एक पशु चिकित्सा दवा है। समय बिंदुओं के बीच संकेत आसानी से अलग-अलग होते हैं, और विधि प्रभावी रूप से डिक्लाज़ुरिल के संचय और निकासी को पकड़ लेती है।
चित्र 1: थाई निर्माण की अवधारणा और कार्य सिद्धांत। (ए) पुनः संयोजक थाई निर्माण। यह आंकड़ा मोहसिक एट अल.14से अनुकूलित है। (बी) लूसिफ़ेरेज़-उत्प्रेरित लूसिफ़ेरिन ऑक्सीकरण का योजनाबद्ध चित्रण। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 2: हाइपो-, ईयू-, और हाइपरथाइरॉइड थाई चूहों की प्रतिनिधि पृष्ठीय और उदर छवियां, लूसिफ़ेरेज़ गतिविधि की तीव्रता आरेख के साथ। (ए) हाइपो-, ईयू-, और हाइपरथाइरॉइड थाई चूहों की प्रतिनिधि छवियां। (बी) (ए) में संकेतों की मात्रा। एसईएम (एन = 3) ± मतलब फोटॉन। *पी < 0.05; पी < 0.001, एक तरफ़ा एनोवा द्वारा निर्धारित, इसके बाद न्यूमैन-केउल्स पोस्ट हॉक टेस्ट। यह आंकड़ा मोहसिक एट अल.14से अनुकूलित है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 3: पंजा, पूंछ, और बैट संकेत पहले और ठंड तनाव के बाद, लूसिफ़ेरेज़ गतिविधि के प्रकाश तीव्रता आरेख के साथ। (ए) नियंत्रण और ठंड पर जोर दिया थाई चूहों के प्रतिनिधि पृष्ठीय छवियों. (बी) (ए) में संकेतों की मात्रा। माध्य फोटॉन/एस ± SEM (n = 4)। ** पी < 0.001, छात्र के टी-टेस्ट द्वारा निर्धारित। यह आंकड़ा मोहसिक एट अल.14से अनुकूलित है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 4: तीन सप्ताह के लंबे डिक्लाज़ुरिल अनुवर्ती अध्ययन की प्रतिनिधि बैट छवियां, लूसिफ़ेरेज़ गतिविधि के प्रकाश तीव्रता आरेख के साथ। थाई चूहों को मौखिक रूप से 2 सप्ताह के लिए 10 मिलीग्राम / बीडब्ल्यूकेजी / दिन के साथ खारा निलंबन के रूप में इलाज किया गया था, इसके बाद एक सप्ताह की वसूली हुई। (ए) डिक्लाज़ुरिल उपचार से पहले, दौरान और बाद में (बी) में बैट बायोलुमिनसेंट संकेतों की मात्रा। (बी) डिक्लाज़ुरिल उपचार के पहले, दौरान और बाद में थाई चूहों की प्रतिनिधि पृष्ठीय छवियां। एन = 4-6 चूहे/समूह; यह चित्र फोटॉन का एक टुकी बॉक्स प्लॉट प्रदर्शित करता है, α = 0.05; : पी < 0.001। यह आंकड़ा सिंको एट अल.15 से अनुकूलित है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
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Discussion
मानव स्वास्थ्य के लिए एंडोक्राइन-डिसरप्टिंग केमिकल्स (ईडीसी) द्वारा उत्पन्न खतरों को अच्छी तरह से पहचाना जाता है; हालांकि, ईडीसी पर शोध विकट चुनौतियों का सामना करता है। ये चुनौतियां आंशिक रूप से अंतःस्रावी तंत्र की जटिलता का परिणाम हैं। कई ईडीसी एक साथ कई अंतःस्रावी तंत्र22 को बाधित करने के लिए पहचान की गई है. इसके अतिरिक्त, थायराइड हार्मोन (टीएच) अर्थव्यवस्था के संदर्भ में, टीएच कार्रवाई को विनियमित करने में ऊतक-विशिष्ट मतभेदों के कारण जटिलता की एक अतिरिक्त परत मौजूद है। यह जटिलता विभिन्न ऊतकों में टीएच कार्रवाई की विशेषता के द्वारा वें सिग्नलिंग के मूल्यांकन का विस्तार करने पर एक उपन्यास परिप्रेक्ष्य प्रदान करती है। यौगिकों के चयापचय से चुनौती और बढ़ जाती है, जो अंतःस्रावी तंत्र पर उनके प्रभाव को बढ़ा या क्षीण कर सकती है। यह यौगिकों की पहचान के लिए वर्तमान स्क्रीनिंग विधियों अच्छी तरह से स्थापित कर रहे हैं और उच्च प्रदर्शन 8,11 के साथ समारोह कर रहे हैं कि नोट करने के लिए महत्वपूर्ण है. हालांकि, अभी भी ऊतक-विशिष्ट प्रभावों और पहचाने गए यौगिकों के परिणामों को चिह्नित करने के लिए परीक्षण प्रणालियों की कमी है।
थाई माउस मॉडल ऊतक-विशिष्ट थायराइड हार्मोन अर्थव्यवस्था को चिह्नित करने की चुनौतियों से निपटने के लिए विकसित किया गया था। इसकी क्षमता विभिन्न परिस्थितियों 14,15,16,18 में प्रदर्शित किया गया है. थाई मॉडल थायराइड हार्मोन को बाधित करने वाले रसायनों को चिह्नित करने में एक लाभ प्रदान करता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि मॉडल तेजी से यौगिक स्क्रीनिंग के लिए अभिप्रेत नहीं है, बल्कि विवो स्तनधारी मॉडल में व्यवधान तंत्र में अंतर्दृष्टि प्रदान करने के लिए है।
इस लेख में, एक प्रोटोकॉल यह रेखांकित करते हुए प्रस्तुत किया गया है कि विवो इमेजिंग अध्ययनों में थाई माउस का उपयोग कैसे किया जा सकता है। यह विधि जानवरों में हाइपोथैलेमस-पिट्यूटरी-थायराइड (एचपीटी) अक्ष और / या थायराइड हार्मोन कार्रवाई को प्रभावित करने वाले उपचारों के परीक्षण की अनुमति देती है। प्रोटोकॉल स्व-नियंत्रित अध्ययन और अनुवर्ती डिजाइनों का समर्थन करता है। इसके अतिरिक्त, प्रोटोकॉल प्रयोगात्मक सेटिंग्स में संदर्भ के रूप में सेवारत, विभिन्न थायराइड हार्मोन राज्यों के साथ नियंत्रण जानवरों उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. प्रस्तुत हाइपो- और हाइपरथायराइड उपचार को आवश्यकतानुसार अन्य उपचारों के साथ प्रतिस्थापित, विस्तारित और जोड़ा जा सकता है। यह बहुमुखी प्रतिभा ऊतक थायराइड हार्मोन अर्थव्यवस्था का आकलन करने के लिए मूल्यवान है, विशेष रूप से अंतःस्रावी-बाधित रासायनिक (ईडीसी) लक्षण वर्णन के लिए।
पृष्ठीय पक्ष पर विवो इमेजिंग संकेतों में ब्राउन वसा ऊतक (बैट) से आते हैं, जबकि उदर संकेत छोटी आंतों14 से उत्पन्न होते हैं। इस प्रकार, विधि मुख्य रूप से इन ऊतकों की विशेषता है, और शरीर के अन्य अंगों को मापना चुनौतीपूर्ण हो सकता है। अंग जोखिम के माध्यम से इन तकनीकी सीमाओं पर काबू पाने के लिए नैतिक और तकनीकी निहितार्थों पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता होती है।
थाई मॉडल पर पूर्व विवो अध्ययन के साथ विवो इमेजिंग में संयोजन विभिन्न ऊतकों और मस्तिष्क क्षेत्रों14 में थायराइड हार्मोन सिग्नलिंग का आकलन करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, qPCR विस्तार और विवो इमेजिंग में देखा प्रभाव निर्दिष्ट कर सकते हैं. हालांकि, यह अनुवर्ती और आत्म-नियंत्रित डिजाइनों का त्याग करता है, इसलिए लागत और लाभों का मूल्यांकन किया जाना चाहिए। पूर्व विवो माप के साथ विवो इमेजिंग में संयोजन एक व्यापक जांच के लिए सिफारिश की है.
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Disclosures
लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।
Acknowledgments
इस कार्य को परियोजना सं 10 द्वारा सहायता प्रदान की गई थी। RRF-2.3.1-21-2022-00011, जिसका शीर्षक नेशनल लेबोरेटरी ऑफ ट्रांसलेशनल न्यूरोसाइंस है, को प्रोग्राम स्ज़ेचेनी प्लान प्लस के ढांचे के भीतर यूरोपीय संघ की रिकवरी एंड रेजिलिएशन फैसिलिटी द्वारा प्रदान किए गए समर्थन से लागू किया गया है।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3,5,3'-triiodothyronine (T3) | Merck | T2877 | |
| Animals, mice | THAI mouse | ||
| Eye protection gel | Oculotect | 1000 IU/g | |
| Falcon tube | Thermo Fisher Scientific | 50 mL volume | |
| Iodine-free chow diet | Research Diets | custom | |
| IVIS Lumina II in vivo imaging system | Perkin Elmer | - | |
| Ketamine | Vetcentre | E1857 | |
| Living Image software 4.5 | Perkin Elmer | - | provided with the instrument |
| Measuring cylinder | 250 mL | ||
| methimazole | Merck | M8506 | |
| Microfuge tubes | Eppendorf | For diluting treatment materials | |
| NaClO4 | Merck | 71852 | |
| Na-luciferin, substrate | Goldbio | 103404-75-7 | |
| NaOH | Merck | 101052833 | |
| Phoshphate buffer saline | Chem Cruz | sc-362302 | |
| Pipette | Gilson | For diluting treatment materials | |
| Pipette tips | Axygen | For diluting treatment materials | |
| Shaving cream/epilator/shaver | Personal preference | ||
| Syringe | B Braun | 1 mL volume | |
| Syringe needle | B Braun | 0.3 x 12 mm | |
| Xylazine | Vetcentre | E1852 |
References
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