जेब्राफिश लार्वा पर पर्यावरण प्रदूषकों के न्यूरोबिहेवियरल प्रभावों का अध्ययन
Summary
इस पेपर में जेब्राफिश लार्वा मॉडल का उपयोग करके पर्यावरणीय प्रदूषकों की न्यूरोबिहेवियर विषाक्तता के मूल्यांकन के लिए एक विस्तृत प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया गया है, जिसमें न्यूरोबिहेवियरल संकेतकों के लिए एक्सपोजर प्रक्रिया और परीक्षण शामिल हैं।
Abstract
हाल के वर्षों में अधिक से अधिक पर्यावरणप्रदूषक न्यूरोटॉक्सिक साबित हुए हैं, विशेष रूप से जीवों के प्रारंभिक विकास चरणों में। जेब्राफिश लार्वा पर्यावरण प्रदूषकों के न्यूरोबिहेवियरल अध्ययन के लिए एक प्रख्यात मॉडल हैं। यहां, भ्रूण के संग्रह, एक्सपोजर प्रक्रिया, न्यूरोबिहेवियरल संकेतक, परीक्षण प्रक्रिया सहित जेब्राफिश लार्वा का उपयोग करके पर्यावरणीय प्रदूषकों की न्यूरोटॉक्सिकिटी के मूल्यांकन के लिए एक विस्तृत प्रायोगिक प्रोटोकॉल प्रदान किया जाता है, और डेटा विश्लेषण। साथ ही परख की सफलता सुनिश्चित करने के लिए संस्कृति पर्यावरण, एक्सपोजर प्रक्रिया और प्रायोगिक स्थितियों पर चर्चा की जाती है । प्रोटोकॉल का उपयोग मनोरोगी दवाओं के विकास, पर्यावरणीय न्यूरोटॉक्सिक प्रदूषकों पर शोध में किया गया है, और इसी अध्ययन करने या मशीनी अध्ययनों के लिए सहायक होने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। प्रोटोकॉल जेब्राफिश लार्वा पर न्यूरोबिहेवियरल प्रभावों का अध्ययन करने के लिए एक स्पष्ट ऑपरेशन प्रक्रिया को दर्शाता है और विभिन्न न्यूरोटॉक्सिक पदार्थों या प्रदूषकों के प्रभावों को प्रकट कर सकता है।
Introduction
हाल के वर्षों में अधिक से अधिक पर्यावरणीय प्रदूषक न्यूरोटॉक्सिक1,2,3,4साबित हुए हैं . हालांकि, पर्यावरण प्रदूषकों के संपर्क में आने के बाद वीवो में न्यूरोटॉक्सिकिटी का आकलन उतना आसान नहीं है जितना कि एंडोक्राइन व्यवधान या विकासात्मक विषाक्तता का। इसके अलावा, प्रदूषकों के शीघ्र संपर्क, विशेष रूप से पर्यावरण की दृष्टि से प्रासंगिक खुराकों पर, विषाक्तता अध्ययन5,6,7,8में ध्यान बढ़ाने को आकर्षित किया है।
जेब्राफिश पर्यावरण प्रदूषकों के संपर्क में आने के बाद प्रारंभिक विकास के दौरान न्यूरोटॉक्सिकिटी अध्ययन के लिए एक पशु मॉडल फिट के रूप में स्थापित किया जा रहा है। जेब्राफिश कशेरुकी हैं जो निषेचन के बाद अन्य प्रजातियों की तुलना में तेजी से विकसित होते हैं। लार्वा को खिलाने की आवश्यकता नहीं है क्योंकि चोरियन में पोषक तत्व उन्हें 7 दिनों के लिए निषेचन (डीपीएफ)9तक बनाए रखने के लिए पर्याप्त हैं। लार्वा ~ 2 डीपीएफ पर चोरियन से बाहर आते हैं और तैराकी और टर्निंग जैसे व्यवहार विकसित करते हैं जिन्हें देखा जा सकता है, ट्रैक किया जा सकता है, मात्रानिर्धारित किया जा सकता है, और 3-4 डीपीएफ14,15,16,17,18 से शुरू होने वाले व्यवहार उपकरणोंकास्वचालित रूप से विश्लेषण किया जा सकता है। इसके अलावा, उच्च थ्रूपुट परीक्षणों को व्यवहार उपकरणों द्वारा भी महसूस किया जा सकता है। इस प्रकार, जेब्राफिश लार्वा पर्यावरणप्रदूषक19के न्यूरोव्यवहार अध्ययन के लिए एक उत्कृष्ट मॉडल हैं। यहां, प्रकाश उत्तेजनाओं के तहत जेब्राफिश लार्वा पर पर्यावरणीय प्रदूषकों की न्यूरोबिहेवियरल विषाक्तता का अध्ययन करने के लिए उच्च-थ्रूपुट निगरानी का उपयोग करके एक प्रोटोकॉल की पेशकश की जाती है।
हमारी प्रयोगशाला ने 2,2′, 4,4′-टेट्राब्रोमोडेफिनाइल ईथर (बीईई-47)20,21,6′-हाइड्रोक्सी/मेथोक्सी-2,2,4,4′-टेट्रा की न्यूरोबिहेवियरल विषाक्तता का अध्ययन किया है ब्रोमोडिफेनाइल ईथर (6-ओह/मेओ-बीडीईई-47)22,डेका-ब्रोमिनेटेड डिफेनाइल ईथर (बीईई-209), लीड और कमर्शियल क्लोरीनेटेड पैराफिन23 प्रस्तुत प्रोटोकॉल का उपयोग करके। कई प्रयोगशालाएं लार्वा या वयस्कमछली24,25 ,26,27पर अन्य प्रदूषकों के न्यूरोबिहेवियरल प्रभावों का अध्ययन करने के लिए प्रोटोकॉल का भी उपयोग करती हैं । इस न्यूरोबिहेवियरल प्रोटोकॉल का उपयोग मशीनी सहायता प्रदान करने में मदद करने के लिए किया गया था जिसमें यह दर्शाया गया था कि बिफिनॉल ए और रिप्लेसमेंट बिस्फेनॉल एस प्रेरित भ्रूणीय जेब्राफिश27में समय से पहले हाइपोथैलेमिक न्यूरोजेनेसिस के लिए कम खुराक का जोखिम। इसके अलावा, कुछ शोधकर्ताओं ने इसी अध्ययन करने के लिए प्रोटोकॉल को अनुकूलित किया। हाल ही में हुए एक अध्ययन में कैसिन-लेपित सोने के नैनोकणों (एकास ऑएनपीएस) का उपयोग करके एक आसान, उच्च-थ्रूपुट जेब्राफिश मॉडल में एमिलॉयड बीटा (Aο) की विषाक्तता को समाप्त कर दिया गया। इसमें पता चला कि जेब्राफिश लार्वा के रक्त-मस्तिष्क बाधा और तनहा इंट्रेसरब्रल A42 के रक्त-मस्तिष्क बाधा में फैले सिस्टमिक परिसंचरण में एकेएस एएनपीएस, एक गैर-विशिष्ट, चपरोन जैसे तरीके से विषाक्तता प्राप्त करते हैं, जिसे व्यवहार विकृति28द्वारा समर्थित किया गया था।
लोकोमोशन, पथ कोण और सामाजिक गतिविधि प्रस्तुत प्रोटोकॉल में प्रदूषकों के संपर्क में आने के बाद जेब्राफिश लार्वा के न्यूरोटॉक्सिकप्रभाव का अध्ययन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले तीन न्यूरोबिहेवियरल संकेतक हैं। लोकोमोशन को लार्वा की तैराकी दूरी से मापा जाता है और प्रदूषकों के संपर्क में आने के बाद क्षतिग्रस्त किया जा सकता है। पथ कोण और सामाजिक गतिविधि मस्तिष्क और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र29के कार्य से अधिक निकटता से संबंधित हैं । पथ कोण तैराकी दिशा30के सापेक्ष पशु गति के मार्ग के कोण को संदर्भित करता है । सिस्टम में ~-180 डिग्री-~ +180° से आठ कोण कक्षाएं निर्धारित की गई हैं। तुलना को सरल बनाने के लिए, अंतिम परिणाम में छह वर्गों को नियमित मोड़ (-10 ° ~ 0 °, 0 ° ~ +10°), औसत बदल जाता है (-10 ° ~-90 ° , +10 ° ~ + 90 °), और उत्तरदायी बदल जाता है (-180 ° ~-90 ° , +90 ° ~ + 180 ° ) हमारे पिछले अध्ययनों के अनुसार21,22. दो मछली सामाजिक गतिविधि समूह shoaling व्यवहार के मौलिक है; यहां दो लार्वा वैध के बीच और 0.5 सेमी की दूरी को सामाजिक संपर्क के रूप में परिभाषित किया गया है।
यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल जेब्राफिश लार्वा पर न्यूरोबिहेवियरल प्रभावों का अध्ययन करने के लिए एक स्पष्ट प्रक्रिया को दर्शाता है और विभिन्न पदार्थों या प्रदूषकों के न्यूरोटॉक्सिकिटी प्रभावों को प्रकट करने का एक तरीका प्रदान करता है। प्रोटोकॉल से पर्यावरण प्रदूषकों की न्यूरोटॉक्सिकिटी का अध्ययन करने में रुचि रखने वाले शोधकर्ताओं को फायदा होगा ।
Protocol
Representative Results
Discussion
यह काम जेब्राफिश लार्वा का उपयोग करके पर्यावरणीय प्रदूषकों की न्यूरोटॉक्सिकिटी का मूल्यांकन करने के लिए एक विस्तृत प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल प्रदान करता है। ज़ेब्राफ़िश एक्सपोजर अवधि के दौरान भ्रूण ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (21876135 और 21876136), चीन के राष्ट्रीय प्रमुख विज्ञान और प्रौद्योगिकी परियोजना (2017ZX075003-03, 2018ZX07701001-22), MOE-शंघाई की नींव द्वारा वित्तीय सहायता के लिए आभारी हैं बच्चों के पर्यावरण स्वास्थ्य की प्रमुख प्रयोगशाला (CEH201807-5), और स्वीडिश अनुसंधान परिषद (नंबर 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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