幼生期から幼魚期までの無菌ゼブラフィッシュモデルの生成、維持、同定

要約

このプロトコルは、無菌(GF)魚の胚を取得し、幼虫から幼魚期まで維持するための主要な手順を概説しています。感染に対するGFモデルの使用は、宿主の健康における微生物の役割を理解するために重要です。

要約

ゼブラフィッシュは、哺乳類とのゲノムの類似性、比較的きれいな絨毛膜環境で発達した透明な胚、およびげっ歯類モデルと比較して幼虫の非常に速い発育により、成長、免疫、および腸内細菌叢の研究にとって貴重なモデルとして機能します。無菌(GF)ゼブラフィッシュ(Danio rerio)は、汚染物質の毒性を評価し、微生物機能に関連するヒト様疾患モデルを確立するために重要です。従来の飼育(CR)モデル(一般的な飼育の魚)と比較して、GFゼブラフィッシュは宿主微生物叢をより正確に操作することができ、微生物と宿主の因果関係を決定するのに役立ちます。その結果、これらの関係の理解を深める上で重要な役割を果たします。しかし、GFゼブラフィッシュモデルは、免疫機能と栄養素の吸収に限界があるため、通常、初期の生活段階(胚から幼生まで)に生成および研究されています。この研究は、GFフード( アルテミア 属、ブラインシュリンプなど)を使用して、給餌なしおよび長期給餌による初期のGFゼブラフィッシュモデルの生成、維持、および同定を最適化します。プロセス全体を通して、毎日のサンプリングと培養が行われ、プレートや16S rRNAシーケンシングなどの複数の検出によって同定されました。GFゼブラフィッシュの無菌率、生存率、および発生指数を記録して、生成されたモデルの質と量を確保しました。重要なことに、この研究はGF魚の細菌分離と感染技術の詳細を提供し、GF食物サポートを使用して幼生から幼魚期までのGF魚モデルを効率的に作成できるようにします。これらの手順を生物医学研究に適用することにより、科学者は腸内細菌機能と宿主の健康との関係をよりよく理解することができます。

概要

微生物叢(古細菌、細菌、真核生物、ウイルスなど)は、腸管関門、上皮表面、ムチン機能内の共生相互作用を通じて生理学的および病理学的プロセスに影響を与えることにより、宿主の健康を維持し、さまざまな疾患の発症に寄与する上で重要な役割を果たします^1,2,3.乳児期から若年期、成人期、老化までのさまざまなライフステージにわたる微生物叢の構成、および鼻、口腔、皮膚、腸の部位などのさまざまな場所での存在は、多様な生息地と環境によって動的に形成されます⁴。生物の腸内細菌叢は、栄養素の吸収、免疫応答、病原体の侵入、代謝調節などに関与しています^5,6。患者を対象とした研究では、腸内細菌叢の破壊が人間の肥満、睡眠障害、うつ病、炎症性腸疾患(IBD)、神経変性疾患(パーキンソン病、アルツハイマー病)、老化、およびさまざまな癌に関連していることが実証されています^7,8,9....

プロトコル

魚類実験は、重慶市動物管理委員会および中国重慶医科大学動物管理委員会のガイドライン、および国家品質技術監督局が発行した実験動物基準(承認ID:GB14922-2001〜GBT14927-2001)に従って実施されました。ゼブラフィッシュ(Danio rerio、野生型、AB株)は、中国科学院水文生物学研究所から調達し、以前に報告された手順³⁶に従って実験室で維持されました。

1. 成魚の飼育と胚採取

注:以前の研究とレポート^{16、37、38、39}からの修正を利用して、私たちの研究室での成体のゼブラフィッシュの維持、幼虫の飼育、および無菌(GF)モデルの実践は、以下に概説する手順に従って実施されました。魚類養殖用の超高純度フローシステムが商業的に入手されました( 材料表を参照)。pH、塩分、アルカリのバランスが取れた水は、循環中にろ過され、清浄な状態を確保します。

1. オートサイクルシステム( 材料の表

ディスカッション

GF魚とGF食品調製のプロトコル内の重要なステップ
GF魚類モデルの作成中に、無菌材料の調製、胚の滅菌、GZMの毎日の更新、さまざまなサンプルの収集、複数の方法を使用した各サンプルの無菌検査など、いくつかの重要なステップが含まれていました。これらのステップの中で、胚の初期治療はGFモデルの成功にとって基本的かつ決定的です。薬剤、その濃度、および処理時?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
AB-GZM	Amphotericin:Solarbio;  kanamycin:Solarbio; Ampicillin:Solarbio.	Amphotericin:CAS:1397-89-3; kanamycin:CAS: 25380-94-0; Ampicillin:CAS: 69-52-313.	49.6 mL GZM, 50 µL amphotericin stock solution (250 µg/mL), 25 µL kanamycin stock solution (10 mg/mL), and 250 µL ampicillin stock solution (20 mg/mL).
1.5 mL, 15 mL, 50 mL EP tubes	biosharp	BS-15-M	To collect samples, and hold agents
2.4 g/L NaClO	XILONG SCIENTIFIC Co., Ltd.	CAS: 7681-52-9	Diluted with 8% sodium hypochlorite aqueous solution.
6-well plates, 24-, 48- well plates	LABSELECT	11112	To culture fish
Aeronomas	NCBI database	No.MK178499	2019-JPP-ESN
Anaerobic TSA plates	tryptone:Oxoid ; soy peptone:Solarbio ;NaCl:Biosharp; agar powder:BioFroxx.	tryptone:LP0042B; soy peptone:Cat#S9500; NaCl:BS112; agar powder:9002-18-0.	The TSA plates were prepared with 400 mL medium containing 6 g tryptone, 2 g soy peptone, 2 g NaCl, and 6 g agar powder under the anaerobic system.
Anaerobic work station	GENE SCIENCE	E200G	Bacterial isolation, sterile testing
Analysis	GraphPad Prism 5	v6.07	To analysis the data
API 20 E kits	BioMerieux SA, France	No.1005915090	Ref 20100 Kits to detect bacterial metabolism
Artemia (Brine shrimp)	Shangjia Aquarium Co., Ltd.	Aquamaster brand	Artemia cysts, and brine shrimp eggs
Auto cycle system for fish culture	Ningbo Hairui Technology Co., Ltd	No Cat	Maintain the fish
Autoclave	Zeal Way	G154DWS	Prepare the materials
BHI Aerobic	Coolaber	Cat#PM0640	BHI medium was prepared, wherein 100 mL medium included 3.7 g BHI powder.
BHI Anaerobic	Coolaber	Cat#PM0640	BHI medium was prepared and divided into anaerobic tubes under the anaerobic system.
Biochemical incubator	LongYue Co., Ltd	SPX	For fish and plates
Biosafety cabinet	Haier	HR40-IIA2	Sterile treatment and testing
Bleaching agent of 0.02 g/L NaClO	XILONG SCIENTIFIC Co., Ltd.	CAS: 7681-52-9	Working solution with sodium hypochlorite (NaClO) concentration: Diluted with 8% sodium hypochlorite aqueous solution or 166.6 uL 6% sodium hypochlorite with 500 mL distilled water.
Blood plates	sheep blood:Solarbio	Cat. NO. TX0030	Sterile-defibrinated sheep blood was added into TSA to prepare 5% blood plates.
Cell culture flask	Corning	430639	To culture fish
CM-Dil dyes	Molecular Probes	Cat#C7000	To label the bacteria
Constant temperature shaking incubator	Peiving Co., Ltd	HZQ-X100	Bacterial culture
Database	NCBI	Bacteria and Archaea database	Link: Archaea FTP: ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/refseq/TargetedLoci/Archaea/ Bacteria FTP: ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/refseq/TargetedLoci/Bacteria/
Disposable Pasteur pipette	biosharp	bs-xh-03l	Used to change water, and transfer eggs
Disposable petri dish	biosharp	BS-90-D	To culture fish
DNA kits	Solaribio	Cat#D1600	Bacterial genomic DNA extraction kits
Electric pipette	SCILOGEX	Levo me	Change water
Exiguobacterium	NCBI database	No.MK178504	2019-JPP-ESN
GZM	Sea salt:LANDEBAO Co., Ltd.	No Cat	Composed of 1 L of water and 1.5 mL of sea salt solution (40 g/L), autoclaved. The content of sea salt in the GZM solution was 60 mg/L.
Laboratory pure water system	Hitech Co., Ltd	Prima-S15	Prepare the agents
Microscope	Nikon	SMZ18	With fluorescent light to observe fish larvae
PCR kits	TIANGEN	Cat#ET101	Taq DNA Polymerase kit
Pipette	LABSELECT	sp-013-10	Change water
Povidone iodine (PVP-I)	Aladdin	Lot#H1217005	Aqueous solution povidone iodine 0.4 g/L pure water.
Timing converter	PinYi Co., Ltd	AL-06	To regulate the light
TSA plates	tryptone:Oxoid ; soy peptone:Solarbio ;NaCl:Biosharp; agar powder:BioFroxx.	tryptone:LP0042B; soy peptone:Cat#S9500; NaCl:BS112; agar powder:9002-18-0.	TSA plates were prepared with 400 mL medium containing 6 g tryptone, 2 g soy peptone, 2 g NaCl, 6 g agar powder.
TSB Aerobic	tryptone:Oxoid ; soy peptone:Solarbio ;NaCl:Biosharp;	tryptone:LP0042B; soy peptone:Cat#S9500; NaCl:BS112;	TSB medium was prepared, wherein 400 mL medium included 6 g tryptone, 2 g soy peptone, and 2 g NaCl.
TSB Anaerobic	tryptone:Oxoid ; soy peptone:Solarbio ;NaCl:Biosharp;	tryptone:LP0042B; soy peptone:Cat#S9500; NaCl:BS112;	TSB medium was prepared and divided into the anaerobic tubes under the anaerobic system.
Ultra-clean workbench	Airtech	SW-CJ-2FD	Sterile treatment and testing
Ultra-pure flow system for fish culture	Marine Biological Equipment company	No Cat	Produce water for fish
Vibrio	NCBI database	No.MK178501	2019-JPP-ESN