Summary

Uso del embrión de pollo como una herramienta poderosa en la evaluación de cardiotoxicidades del desarrollo

Published: March 21, 2021
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Summary

Los embriones de pollo, como modelo de desarrollo clásico, se utilizan en nuestro laboratorio para evaluar las cardiotoxicidades del desarrollo después de la exposición a diversos contaminantes ambientales. Los métodos de exposición y los métodos de evaluación morfológica/funcional establecidos se describen en este manuscrito.

Abstract

Los embriones de pollo son un modelo clásico en los estudios de desarrollo. Durante el desarrollo de embriones de pollo, la ventana de tiempo del desarrollo del corazón está bien definida, y es relativamente fácil lograr una exposición precisa y oportuna a través de múltiples métodos. Además, el proceso de desarrollo del corazón en embriones de pollo es similar al de los mamíferos, lo que también resulta en un corazón de cuatro cámaras, lo que lo convierte en un modelo alternativo valioso en la evaluación de cardiotoxicidades del desarrollo. En nuestro laboratorio, el modelo de embrión de pollo se utiliza rutinariamente en la evaluación de cardiotoxicidades del desarrollo después de la exposición a diversos contaminantes ambientales, incluidas las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS), las partículas (PM), el escape de diesel (DE) y los nanomateriales. El tiempo de exposición se puede seleccionar libremente en función de la necesidad, desde el comienzo del desarrollo (día embrionario 0, ED0) hasta el día anterior a la eclosión. Los principales métodos de exposición incluyen la inyección de células de aire, microinyección directa e inhalación de células de aire (desarrollada originalmente en nuestro laboratorio), y los puntos finales actualmente disponibles incluyen la función cardíaca (electrocardiografía), la morfología (evaluaciones histológicas) y las evaluaciones biológicas moleculares (inmunohistoquímica, qRT-PCR, western blotting, etc.). Por supuesto, el modelo de embrión de pollo tiene sus propias limitaciones, como la disponibilidad limitada de anticuerpos. Sin embargo, con más laboratorios que comienzan a utilizar este modelo, se puede utilizar para hacer contribuciones significativas al estudio de las cardiotoxicidades del desarrollo.

Introduction

El embrión de pollo es un modelo de desarrollo clásico, que se ha utilizado durante más de doscientos años1. El modelo de embrión de pollo tiene varias ventajas en comparación con los modelos tradicionales. En primer lugar, ya hace más de 70 años, el desarrollo normal del embrión de pollo se había ilustrado muy claramente en la guía de estadificación Hamburger-Hamilton2,en la que se definieron un total de 46 etapas durante el desarrollo embrionario de pollo con tiempo preciso y características morfológicas, facilitando la detección de desarrollo anormal. Además, el modelo de embrión de pollo tiene otras características, como ser relativamente de bajo costo y redundante en cantidad, controles de dosis de exposición relativamente precisos, un sistema independiente y cerrado dentro de la cáscara y una fácil manipulación del embrión en desarrollo, todo lo cual garantiza su potencial para ser utilizado como un poderoso modelo de evaluación toxicológica.

En cardiotoxicidad, el embrión de pollo presenta un corazón de cuatro cámaras, similar a los corazones de mamíferos pero con paredes más gruesas, lo que permite evaluaciones morfológicas más fáciles. Además, el embrión de pollo permite la exposición por inhalación del desarrollo, lo que no es posible en modelos de mamíferos: durante la etapa posterior del desarrollo, el embrión de pollo pasará de la respiración interna a la respiración externa (obteniendo oxígeno a través del pulmón); este último requiere que el embrión penetre en la membrana de la célula de aire con el pico, y comience a respirar aire3,haciendo de la célula de aire una mini cámara de inhalación. Utilizando este fenómeno, los efectos toxicológicos de los contaminantes gaseosos en el corazón (y otros órganos) pueden evaluarse sin la necesidad de instrumentos de cámara de inhalación dedicados.

En este manuscrito, se describen varios métodos de evaluación de la exposición / punto final, todos los cuales sirven para hacer del embrión de pollo una herramienta poderosa en la evaluación de la cardiotoxicidad del desarrollo después de la exposición a contaminantes ambientales.

Protocol

Todos los procedimientos descritos fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) de la Universidad de Qingdao. En nuestro laboratorio, los huevos se incubaron en dos incubadoras. Los huevos se mantuvieron erguidos en la incubadora y se colocaron al azar en los estantes. Las condiciones de incubación de los huevos fueron las siguientes: la temperatura de incubación comenzó a 37,9 °C y disminuyó gradualmente a 37,1 °C a medida que avanzaba la incubación; la humedad comenzó en el…

Representative Results

Resultados de exposiciónInyección de células de aireLa inyección de células de aire puede exponer eficazmente los embriones de pollo en desarrollo a varios agentes, que pueden detectarse posteriormente en las muestras recolectadas (suero, tejido, etc.) de embriones / pollos recién nacidos. Aquí hay un ejemplo, en el que se inyectó ácido perfluorooctanoico (PFOA) con células de aire, y luego se determinaron las concentraciones séricas de PFOA con cromatografía líquida de ultra rendimiento-espectrometr…

Discussion

El embrión de pollo ha sido un modelo clásico en estudios de desarrollo durante 200 años1. Nuestros métodos presentados en este manuscrito se han utilizado en la evaluación de varios contaminantes ambientales, incluyendo ácido perfluorooctanoico, material particulado y escape de diesel con éxito5,7,8,9,10,<sup class="x…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (Subvención No. 91643203, 91543208, 81502835).

Materials

4% phosphate buffered formaldehydefixative Biosharp, Hefei, China REF: BL539A
75% ethanol Guoyao,Shanghai,China CAS:64-17-5
Biosignaling monitor BL-420E+ Taimeng, Chengdu, China BL-420E+
Candling lamp Zhenwei, Dezhou, China WZ-001
Disposable syringe Zhiyu, Jiangsu, China
Egg incubator Keyu,Dezhou, China KFX
Electrical balance OHAUS, Shanghai, China AR 224CN
Electro-thermal incubator Shenxian, Shanghai, China DHP-9022
Ethanol absolute Guoyao,Shanghai,China CAS:64-17-5
Fertile chicken egg Jianuo, Jining, China
Hematoxylin and Eosin Staining Kit Beyotime, Bejing, China C0105
Histology paraffin Aladdin, Shanghai, China P100928-500g Melt point 52~54°C
Histology paraffin Aladdin, Shanghai, China P100936-500g Melt point 62~64°C
IV catheter KDL, Zhejiang, China The catheters have to be soft, plastic ones.
Lentivirus Genechem, Shanghai, China The lentivirus were individually designed/synthesized by Genechem.
Masson's trichrome staining kit Solarbio, Beijing, China G1340
Metal probe Jinuotai, Beijing, China
Microinjector (5 uL) Anting,Shanghai, China
Microscope CAIKON, Shanghai, China XSP-500
Microtome Leica, Germany HistoCore BIOCUT
Microtome blade Leica,Germany Leica 819
Pentobarbitual sodium Yitai Technology Co. Ltd.,  Wuhan, China CAS: 57-33-0
Pipetter(10ul) Sartorius, Germany
Povidone iodide Longyuquan, Taian, China
Scissor Anqisheng,Suzhou, China
Sterile saline Kelun,Chengdu, China
Sunflower oil Mighty Jiage, Jiangsu, China Any commerical sunflower oil for human consumption should work
Tape M&G, Shanghai, China
Tedlar PVF Bag (5L) Delin, Dalian, China
Vortex mixer SCILOGEX, Rocky Hill, CT, US MX-F
Xylene Guoyao,Shanghai,China CAS:1330-20-7

References

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Cite This Article
Jiang, Q., Xu, X., DeWitt, J. C., Zheng, Y. Using Chicken Embryo as a Powerful Tool in Assessment of Developmental Cardiotoxicities. J. Vis. Exp. (169), e62189, doi:10.3791/62189 (2021).

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