قياس "تأثير المواد الكيميائية" على النمو والتكاثر من ايليجانس كاينورهابديتيس
Summary
ويرد وصف بروتوكول أساسية لتقييم سمية المواد الكيميائية في حيوان نموذج، ايليجانس كاينورهابديتيس،. الطريقة مريحة ومفيدة لتطوير المستحضرات الصيدلانية، وكذلك فيما يتعلق بتقييم المخاطر من الملوثات البيئية المختلفة.
Abstract
تقييم السمية أمر حاسم لفهم آثار المواد الكيميائية على الكائنات الحية في ميادين العلوم البيولوجية الأساسية والتطبيقية. طبقة من تربة غير الثدييات جولة دودة، ايليجانس كاينورهابديتيس، كائن نموذج قيمة لدراسات علم السموم نظراً للراحة وعدم وجود قضايا الأخلاقيات الحيوانات بالمقارنة مع نظم الحيوانات الثديية. ويرد في هذا البروتوكول، إجراء مفصل لتقييم السمية للمواد الكيميائية في C. ايليجانس . دواء السرطان سريرية، اتوبوسيدي، الذي يستهدف topoisomerase الإنسان الثاني، ويحول دون تكرار الحمض النووي من الخلايا السرطانية البشرية، اختيرت كنموذج اختبار مادة كيميائية. العمر-مزامنة C. ايليجانس البيض قد تعرضت إلى ثنائي ميثيل سلفوكسيد ([دمس]) أو اتوبوسيدي، وثم رصد نمو C. ايليجانس كل يوم لمدة 4 أيام من ملاحظة ستيريو المجهر. العدد الإجمالي للبيض أرسى من C. ايليجانس تعامل مع [دمس] أو كان يعول etoposide أيضا باستخدام المجهر ستيريو. العلاج Etoposide تأثرا كبيرا بالنمو والتكاثر من C. ايليجانس. بالمقارنة من العدد الإجمالي للبيض تضعه من الديدان مع فترات العلاج المختلفة للمواد الكيميائية، يمكن أن تكون قررت أن السمية الإنجابية للمواد الكيميائية على الاستنساخ C. ايليجانس عكسها أو لا رجعة فيها. قد يكون من المفيد لكل من التنمية من المخدرات المختلفة وتقييم المخاطر سميات البيئية هذه البروتوكولات.
Introduction
تقييم السمية أمر ضروري لتطوير المستحضرات الصيدلانية، والمغذيات، وكوسميسيوتيكالس، فضلا عن تقييم المخاطر للسموم البيئية المختلفة. نموذج القوارض واحدة من الأكثر شعبية في فيفو التجريبية نظم هذا دراسة علم السموم؛ وبدلاً من ذلك، تستخدم على نطاق واسع أيضا الكائنات الحية غير الثدييات مثل C. ايليجانس . نماذج تقييم السمية في الثدييات عدم تعود بالفائدة بسبب القضايا الأخلاقية الحيوان أيضا راحتهم وفائدة النظر في الفعالية من حيث التكلفة والصيانة والسرعة وإمكانية تكرار نتائج1،2 ،،من34.
C. ايليجانس، تربة جولة دودة، واستغلت كحيوان نموذجية في البحوث الأساسية والتطبيقية والكيمياء وعلم الأحياء المختلفة. أنها طويلة 1 مم، ديدان أسطوانية شفافة، ويتم الاحتفاظ ببساطة في صلبة أو سائلة ديدان أسطوانية نمو وسائل الإعلام (NGM) التي تتغذى على سلالة البكتيريا الإشريكيّة القولونية OP50. C. ايليجانس لها دورة حياة قصيرة، ويضع N2 البرية من نوع C. ايليجانس حوالي 300 البيض. ولذلك، فإنه يتم نشر بسهولة لاستخدامها كمواد تجريبية3،،من45. C. ايليجانس كما تستخدم على نطاق واسع في الدراسات السمية للعديد من الأدوية والملوثات البيئية6،7،،من89.
نظراً لأن العديد من الأدوية السرطان تستهدف سرعة تقسيم الخلايا السرطانية، التي يمكن أن تلحق الضرر أيضا سرعة تقسيم الخلايا الطبيعية مثل نخاع العظام وظهاره الأمعاء وخلايا بصيلات الشعر. على سبيل المثال، topoisomerase المثبطة السرطان المخدرات تستهدف عملية النسخ المتماثل للحمض النووي لخلايا السرطان؛ ولذلك، أنها تمنع أيضا سرعة تقسيم الخلايا العادية. يحتوي كل كائن حي توبويسوميراسيس، وهذه topoisomerase مثبطات على الأرجح أثر النظم الإيكولوجية البيئية6،10،11. وهكذا، منصة تقييم سمية المخدرات حيوان نموذج باستخدام قيمة لكل من التنمية والأدوية وتقييم المخاطر البيئية.
في هذه المقالة، نحن وصف بروتوكولات مفصلة لاختبار سمية اتوبوسيدي، وعامل السرطان سريرية أن أهداف topoisomerase الثاني، كنموذج المواد كيميائية سامة في C. ايليجانس. لهذا الغرض، ونحن سوف تصف طريقة قياس حجم الجسم وإجمالي عدد البيض تضعه في C. ايليجانس تعامل مع اتوبوسيدي.
Protocol
Representative Results
Discussion
في هذه المقالة، يصف لنا تقييم سمية المواد الكيميائية في C. ايليجانس، ديدان أسطوانية تربة، باستخدام اتوبوسيدي كمثال السمية. ولهذا الغرض، استخدمنا شرطين التجريبية. في المجموعة الأولى، C. ايليجانس كانت تزرع في اتوبوسيدي الذي يتضمن لوحات من البيض إلى مرحلة البالغين الشباب، ومن ثم سم…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
أيد هذه الدراسة المنح البحثية الداخلية معهد كوريا للعلوم والتكنولوجيا (2E27513)، وفي عالية القيمة المضافة الغذائية تكنولوجيا التنمية برنامج (IPET) الممولة من وزارة الزراعة والأغذية والشؤون الريفية (315067-03).
Materials
| Agar | Affymetrix, USA | 10906 | |
| Caenorhabditis elegans N2 | Caenorhabditis Genetics Center (CGC) | Wild type | |
| Cholesterol | Sigma, USA | C3045 | |
| Dimethyl sulfoxide | Sigma, USA | D2650 | |
| Escherichia coli OP50 | Caenorhabditis Genetics Center (CGC) | ||
| Etoposide | Sigma, USA | E1383 | |
| Image J software (ver 1.4) | Natinoal Institute of Health, USA | https://imagej.nih.gov/ij/ | |
| Microscope camera | Jenopitk, Progress Gryphax, Germany | ||
| Peptone | Merck, USA | 107213 | |
| 35 × 10 mm Petri dish | SPL Life Sciences, South Korea | 10035 | |
| 90 × 15 mm Petri dish | SPL Life Sciences, South Korea | 10090 | |
| Stereo microscope | Nikon, Japan | SMZ800N | |
| Yeast extract | Becton Dickinson, USA | 212750 |
References
- Blomme, E. A., Will, Y. Toxicology strategies for drug discovery: present and future. Chem. Res. Toxicol. 29 (4), 473-504 (2016).
- Lilienblum, W., et al. Alternative methods to safety studies in experimental animals: role in the risk assessment of chemicals under the new European Chemicals Legislation (REACH). Arch. Toxicol. 82 (4), 211-236 (2008).
- Honnen, S. Caenorhabditis elegans as a powerful alternative model organism to promote research in genetic toxicology and biomedicine. Arch. Toxicol. , (2017).
- Hunt, P. R. The C. elegans model in toxicity testing. J. Appl. Toxicol. 37 (1), 50-59 (2017).
- Porta-de-la-Riva, M., Fontrodona, L., Villanueva, A., Ceron, J. Basic Caenorhabditis elegans methods: synchronization and observation. J. Vis. Exp. (64), e4019 (2012).
- Lee, S. Y., Kim, J. Y., Jung, Y. J., Kang, K. Toxicological evaluation of the topoisomerase inhibitor, etoposide, in the model animal Caenorhabditis elegans and 3T3-L1 normal murine cells. Environ. Toxicol. 32 (6), 1836-1843 (2017).
- Imanikia, S., et al. The application of the comet assay to assess the genotoxicity of environmental pollutants in the nematode Caenorhabditis elegans. Environ. Toxicol. Pharmacol. 45, 356-361 (2016).
- Guo, X., et al. Perfluorooctane sulfonate exposure causes gonadal developmental toxicity in Caenorhabditis elegans through ROS-induced DNA damage. Chemosphere. 155, 115-126 (2016).
- Allard, P., Kleinstreuer, N. C., Knudsen, T. B., Colaiacovo, M. P. A C. elegans screening platform for the rapid assessment of chemical disruption of germline function. Environ. Health Perspect. 121 (6), 717-724 (2013).
- Singh, S., Sharma, B., Kanwar, S. S., Kumar, A. Lead phytochemicals for anticancer drug development. Front. Plant Sci. 7, 1667 (2016).
- Kang, K., et al. A novel topoisomerase inhibitor, daurinol, suppresses growth of HCT116 cells with low hematological toxicity compared to etoposide. Neoplasia. 13 (11), 1043-1057 (2011).
- Chaudhuri, J., Parihar, M., Pires-daSilva, A. An introduction to worm lab: from culturing worms to mutagenesis. J. Vis. Exp. (47), e2293 (2011).
- Zarse, K., et al. Impaired insulin/IGF1 signaling extends life span by promoting mitochondrial L-proline catabolism to induce a transient ROS signal. Cell Metab. 15 (4), 451-465 (2012).
- Sutphin, G. L., Kaeberlein, M. Measuring Caenorhabditis elegans life span on solid media. J. Vis. Exp. (27), e1152 (2009).
- Weimer, S., et al. D-Glucosamine supplementation extends life span of nematodes and of ageing mice. Nat. Commun. 5, 3563 (2014).
- Schmeisser, S., et al. Neuronal ROS signaling rather than AMPK/sirtuin-mediated energy sensing links dietary restriction to lifespan extension. Mol. Metab. 2 (2), 92-102 (2013).
- Parodi, D. A., Damoiseaux, R., Allard, P. Comprehensive assessment of germline chemical toxicity using the nematode Caenorhabditis elegans. J. Vis. Exp. (96), e52445 (2015).
- Hahm, J. H., et al. C. elegans maximum velocity correlates with healthspan and is maintained in worms with an insulin receptor mutation. Nat. Commun. 6, 8919 (2015).
- Nussbaum-Krammer, C. I., Neto, M. F., Brielmann, R. M., Pedersen, J. S., Morimoto, R. I. Investigating the spreading and toxicity of prion-like proteins using the metazoan model organism C. elegans. J. Vis. Exp. (95), e52321 (2015).
- Schmidt, B. Z., et al. In vitro acute and developmental neurotoxicity screening: an overview of cellular platforms and high-throughput technical possibilities. Arch. Toxicol. 91 (1), 1-33 (2017).
- Fey, S. J., Wrzesinski, K. Determination of drug toxicity using 3D spheroids constructed from an immortal human hepatocyte cell line. Toxicol. Sci. 127 (2), 403-411 (2012).
