Büyüme ve üreme Caenorhabditis elegans kimyasallar etkisi ölçme
Summary
Bir modeli hayvan, Caenorhabditis elegans, kimyasal toksisitesi değerlendirmek için temel bir protokol açıklanmıştır. Uygun ve risk değerlendirmesi çeşitli çevresel kirleticilerin gelince de eczacılık gelişimi için yararlı yöntemdir.
Abstract
Toksikolojik değerlendirme canlıların temel ve uygulamalı biyolojik bilim alanlarındaki kimyasallar etkilerini anlamak için önemlidir. Bir sigara memeli toprak yuvarlak solucan Caenorhabditis elegans, kolaylık ve memeli hayvan sistemleri ile karşılaştırıldığında hayvan etik sorunları eksikliği nedeniyle toksikoloji Etütler değerli model organizma olduğunu. Bu protokol için toksikolojik değerlendirme C. elegans kimyasalların detaylı bir yordam açıklanır. Bir klinik antikanser ilaç, hangi insan topoizomeraz II hedefler ve insan kanser hücrelerinin DNA ikileşmesi engeller, etoposide kimyasal test bir model olarak seçildi. Yaş-senkronize C. elegans yumurta maruz Dimetil sülfoksit (DMSO) veya etoposide ve sonra C. elegans büyüme stereo mikroskop gözlem tarafından 4 gün boyunca her gün takip. C. elegans DMSO ile tedavi dan yumurta toplam sayısı koydu veya etoposide de stereo mikroskop kullanarak sayılır. Etoposide tedavi önemli ölçüde büyüme ve üreme C. elegansetkilenen. Buna karşılık solucanlar kimyasallar farklı tedavi dönemlerle koydu yumurta toplam sayısı, bu üreme toksisitesi kimyasal C. elegans üreme üzerinde ters çevrilebilir veya geri dönüşü olmayan karar verilebilir. Bu iletişim kuralları her iki, çeşitli ilaçlar ve diğer çevresel toxicants risk değerlendirmesi için yararlı olabilir.
Introduction
Toksikolojik değerlendirme için ilaç, nutraceuticals ve kozmetik geliştirilmesi, aynı zamanda çeşitli çevresel toksinler risk değerlendirilmesi esastır. Kemirgen modelidir bu toksikoloji çalışma için en popüler in vivo deneysel sistemlerinden biri; Alternatif olarak, C. elegans gibi memeli organizmalar da yaygın olarak kullanılmaktadır. Sigara-memeli toksikolojik değerlendirme modelleri sadece hayvan etik sorunlar, aynı zamanda onların kolaylık ve maliyet-etkililik, teknikleri, hız ve tekrarlanabilirlik1,2 göz önünde bulundurarak kullanışlılığı nedeniyle yararlıdır ,3,4.
C. elegans, bir toprak solucan, çeşitli temel ve uygulamalı Biyoloji ve kimya araştırma modeli hayvan olarak istismar. Bu bir 1 mm Uzunluk, sadece içinde katı veya sıvı Yuvarlak solucanlar büyüme medya (bakteriyel gerilme Escherichia coli OP50 ile beslenen NGM) korunur şeffaf Yuvarlak solucanlar var. C. elegans kısa bir ömrü vardır ve vahşi-türü N2 C. elegans yaklaşık 300 yumurta bırakır. Bu nedenle, kolayca deneysel malzeme3,4,5olarak kullanılmak üzere yayılır. C. elegans da birçok uyuşturucu ve çevresel kirleticiler6,7,8,9toksikolojik çalışmalarda yaygın olarak kullanılmıştır.
Çünkü birçok antikanser ilaç hızla bölünme kanserli hücrelerin hedef, ayrıca hızla kemik iliği, bağırsak epitel ve saç kökü hücreleri gibi normal hücre bölünmesi zarar verebilir. Örneğin, topoizomeraz inhibitör antikanser ilaçlar kanser hücrelerinin DNA çoğaltma işleminin hedef; Bu nedenle, onlar da hızla normal hücre bölünmesi inhibe. Her canlı organizma topoizomeraz ve bu topoizomeraz inhibitörleri en olası etkisi çevre ekosistemler6,10,11vardır. Böylece, bir ilaç toksikolojik değerlendirme platformu modeli hayvan kullanarak her iki ilaç ve çevresel risk değerlendirmesi için geliştirme değerlidir.
Bu makalede, bir klinik antikanser Ajan etoposide toksisite bu hedefleri topoizomeraz II, C. elegansbir modeli toksik kimyasal olarak test etmek için ayrıntılı iletişim kurallarını açıklar. Bu amaçla, vücut büyüklüğü ve etoposide ile tedavi C. elegans atılmıştır yumurta toplam sayısı ölçüm yöntemi anlatacağız.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu makalede, etoposide yaydıkları bir örnek olarak kullanarak C. elegans, toprak Yuvarlak solucanlar, kimyasal maddelerin toksisite değerlendirilmesi açıklar. Bu amaçla, biz iki deneysel koşullar kullanılır. İlk seti, C. elegans genç yetişkin sahneye yumurtadan plakaları içeren etoposide üzerinde yetiştirilen ve o zaman solucanlar kimyasallar olmadan normal NGM Tabaklarda yumurtalarını bırakmak için izin verildi. İkinci deneysel sette C. elegans sürekli ile tedavi etoposi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışmada Kore Enstitüsü bilim ve teknoloji intramural araştırma bursu (2E27513) ve yüksek katma değer gıda teknolojisi geliştirme programı (Tarım Bakanlığı, gıda ve köy İşleri Bakanlığı (315067 / 03) tarafından finanse edilen IPET) tarafından desteklenmiştir.
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).
