Name: measuring the effect of chemicals on the growth and reproduction of caenorhabditis elegans
Uploaded: 2017-10-05T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measuring the Effect of Chemicals on the Growth and Reproduction of Caenorhabditis elegans at JoVE.com

Deze studie werd ondersteund door de Korea Instituut voor wetenschap en technologie intramurale onderzoeksbeurs (2E27513) en de hoge toegevoegde waarde voedsel technologie ontwikkeling programma (IPET) gefinancierd door het ministerie van landbouw, voedselvoorziening en Plattelandszaken (315067-03).

Opmerking: het hele experiment moet worden uitgevoerd in een schone geïsoleerde laboratorium bewaard bij 20 ° C met laag stof en minimalisering van de verontreiniging tijdens het worm en bacteriële behandeling. Voor dit doel, experimenten moeten worden uitgevoerd onder de vlam van een alcohol-lamp of met behulp van een schone bankje.
 1. onderhoud van C. elegans en ei voorbereiding voor de chemische Test <ol><li>behouden C. elegans N2 (var. Bristol) op een NGM agarplaat...

<ol>
	<li>Blomme, E. A., Will, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxicology+strategies+for+drug+discovery:+present+and+future.">Toxicology strategies for drug discovery: present and future.</a> Chem. Res. Toxicol. 29 (4), 473-504 (2016).</li><li>Lilienblum, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternative+methods+to+safety+studies+in+experimental+animals:+role+in+the+risk+assessment+of+chemicals+under+the+new+European+Chemicals+Legislation+(REACH).">Alternative methods to safety studies in experimental animals: role in the risk assessment of chemicals under the new European Chemicals Legislation (REACH).</a> Arch. Toxicol. 82 (4), 211-236 (2008).</li><li>Honnen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Caenorhabditis+elegans+as+a+powerful+alternative+model+organism+to+promote+research+in+genetic+toxicology+and+biomedicine.">Caenorhabditis elegans as a powerful alternative model organism to promote research in genetic toxicology and biomedicine.</a> Arch. Toxicol. , (2017).</li><li>Hunt, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+C.+elegans+model+in+toxicity+testing.">The C. elegans model in toxicity testing.</a> J. Appl. Toxicol. 37 (1), 50-59 (2017).</li><li>Porta-de-la-Riva, M., Fontrodona, L., Villanueva, A., Ceron, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basic+Caenorhabditis+elegans+methods:+synchronization+and+observation.">Basic Caenorhabditis elegans methods: synchronization and observation.</a> J. Vis. Exp. (64), e4019 (2012).</li><li>Lee, S. Y., Kim, J. Y., Jung, Y. J., Kang, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxicological+evaluation+of+the+topoisomerase+inhibitor,+etoposide,+in+the+model+animal+Caenorhabditis+elegans+and+3T3-L1+normal+murine+cells.">Toxicological evaluation of the topoisomerase inhibitor, etoposide, in the model animal Caenorhabditis elegans and 3T3-L1 normal murine cells.</a> Environ. Toxicol. 32 (6), 1836-1843 (2017).</li><li>Imanikia, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+application+of+the+comet+assay+to+assess+the+genotoxicity+of+environmental+pollutants+in+the+nematode+Caenorhabditis+elegans.">The application of the comet assay to assess the genotoxicity of environmental pollutants in the nematode Caenorhabditis elegans.</a> Environ. Toxicol. Pharmacol. 45, 356-361 (2016).</li><li>Guo, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perfluorooctane+sulfonate+exposure+causes+gonadal+developmental+toxicity+in+Caenorhabditis+elegans+through+ROS-induced+DNA+damage.">Perfluorooctane sulfonate exposure causes gonadal developmental toxicity in Caenorhabditis elegans through ROS-induced DNA damage.</a> Chemosphere. 155, 115-126 (2016).</li><li>Allard, P., Kleinstreuer, N. C., Knudsen, T. B., Colaiacovo, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+C.+elegans+screening+platform+for+the+rapid+assessment+of+chemical+disruption+of+germline+function.">A C. elegans screening platform for the rapid assessment of chemical disruption of germline function.</a> Environ. Health Perspect. 121 (6), 717-724 (2013).</li><li>Singh, S., Sharma, B., Kanwar, S. S., Kumar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lead+phytochemicals+for+anticancer+drug+development.">Lead phytochemicals for anticancer drug development.</a> Front. Plant Sci. 7, 1667 (2016).</li><li>Kang, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+topoisomerase+inhibitor,+daurinol,+suppresses+growth+of+HCT116+cells+with+low+hematological+toxicity+compared+to+etoposide.">A novel topoisomerase inhibitor, daurinol, suppresses growth of HCT116 cells with low hematological toxicity compared to etoposide.</a> Neoplasia. 13 (11), 1043-1057 (2011).</li><li>Chaudhuri, J., Parihar, M., Pires-daSilva, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+introduction+to+worm+lab:+from+culturing+worms+to+mutagenesis.">An introduction to worm lab: from culturing worms to mutagenesis.</a> J. Vis. Exp. (47), e2293 (2011).</li><li>Zarse, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+insulin/IGF1+signaling+extends+life+span+by+promoting+mitochondrial+L-proline+catabolism+to+induce+a+transient+ROS+signal.">Impaired insulin/IGF1 signaling extends life span by promoting mitochondrial L-proline catabolism to induce a transient ROS signal.</a> Cell Metab. 15 (4), 451-465 (2012).</li><li>Sutphin, G. L., Kaeberlein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+Caenorhabditis+elegans+life+span+on+solid+media.">Measuring Caenorhabditis elegans life span on solid media.</a> J. Vis. Exp. (27), e1152 (2009).</li><li>Weimer, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=D-Glucosamine+supplementation+extends+life+span+of+nematodes+and+of+ageing+mice.">D-Glucosamine supplementation extends life span of nematodes and of ageing mice.</a> Nat. Commun. 5, 3563 (2014).</li><li>Schmeisser, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+ROS+signaling+rather+than+AMPK/sirtuin-mediated+energy+sensing+links+dietary+restriction+to+lifespan+extension.">Neuronal ROS signaling rather than AMPK/sirtuin-mediated energy sensing links dietary restriction to lifespan extension.</a> Mol. Metab. 2 (2), 92-102 (2013).</li><li>Parodi, D. A., Damoiseaux, R., Allard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+assessment+of+germline+chemical+toxicity+using+the+nematode+Caenorhabditis+elegans.">Comprehensive assessment of germline chemical toxicity using the nematode Caenorhabditis elegans.</a> J. Vis. Exp. (96), e52445 (2015).</li><li>Hahm, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=C.+elegans+maximum+velocity+correlates+with+healthspan+and+is+maintained+in+worms+with+an+insulin+receptor+mutation.">C. elegans maximum velocity correlates with healthspan and is maintained in worms with an insulin receptor mutation.</a> Nat. Commun. 6, 8919 (2015).</li><li>Nussbaum-Krammer, C. I., Neto, M. F., Brielmann, R. M., Pedersen, J. S., Morimoto, R. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigating+the+spreading+and+toxicity+of+prion-like+proteins+using+the+metazoan+model+organism+C.+elegans.">Investigating the spreading and toxicity of prion-like proteins using the metazoan model organism C. elegans.</a> J. Vis. Exp. (95), e52321 (2015).</li><li>Schmidt, B. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+acute+and+developmental+neurotoxicity+screening:+an+overview+of+cellular+platforms+and+high-throughput+technical+possibilities.">In vitro acute and developmental neurotoxicity screening: an overview of cellular platforms and high-throughput technical possibilities.</a> Arch. Toxicol. 91 (1), 1-33 (2017).</li><li>Fey, S. J., Wrzesinski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+drug+toxicity+using+3D+spheroids+constructed+from+an+immortal+human+hepatocyte+cell+line.">Determination of drug toxicity using 3D spheroids constructed from an immortal human hepatocyte cell line.</a> Toxicol. Sci. 127 (2), 403-411 (2012).</li></ol>

In dit artikel beschrijven we de evaluatie van de toxiciteit van chemicaliën in C. elegans, een bodem nematode, met behulp van etoposide als een toxische voorbeeld. Voor dit doel gebruiken we twee experimentele omstandigheden. In de eerste set, C. elegans werden geteeld op etoposide met platen van eieren naar de jonge volwassen fase, en vervolgens de wormen werden toegestaan om eieren te leggen op normale NGM platen zonder chemicaliën. In de tweede experimentele set, werden C. elegans voortdu...

Toxicologische evaluatie is essentieel voor de ontwikkeling van farmaceutische producten, nutraceuticals, en cosmeceuticals, evenals de risico-evaluatie van verschillende milieu-toxines. Het knaagdier model is een van de meest populaire in vivo de experimentele systemen voor deze studie toxicologie; Als alternatief, bij niet-zoogdieren organismen zoals C. elegans zijn ook op grote schaal gebruikt. Bij niet-zoogdieren toxicologische evaluatiemodellen zijn gunstig vanwege niet alleen dierlijke ethische kwesties, maar ook hun gemak en nut gezien van kosteneffectiviteit, onderhoudbaarheid, snelheid en reproduceerbaarheid1,2 ,3,4.
C. elegans, een bodem ronde worm, als een dier model in diverse fundamentele en toegepaste biologie en scheikunde onderzoek is benut. Het is een 1 mm lange, transparante nematode, die gewoon in vaste of vloeibare Nematode groei Media (NGM) gevoed met de bacteriële stam Escherichia coli OP50 wordt onderhouden. C. elegans heeft een korte levenscyclus en wild-type N2 C. elegans ongeveer 300 eieren legt. Daarom is het gemakkelijk om te worden gebruikt als experimentele materialen3,4,5doorgegeven. C. elegans heeft ook wijd gebruikt in de toxicologische studies van veel drugs en milieuverontreinigende6,,7,,8,9.
Omdat veel antikanker geneesmiddelen snel scheidslijn kankercellen gericht, kunnen ze ook beschadigen snel normale cellen zoals beenmerg, intestinaal epitheel en haarfollikel cellen verdelen. Bijvoorbeeld richten topoisomerase remmende geneesmiddelen op het proces van de replicatie van DNA van kankercellen; ze remmen dus ook snel normale cellen verdelen. Elk levend organisme heeft topoisomereasen, en deze topoisomerase remmers waarschijnlijk gevolgen milieu ecosystemen6,10,11. Dus is een drug toxicologische evaluatie platform met behulp van een model dier waardevol voor zowel de ontwikkeling van geneesmiddelen en de milieurisicobeoordeling.
In dit artikel beschrijven we de gedetailleerde protocollen om te testen van de toxiciteit van etoposide, oftewel een klinische antikanker agent die doelstellingen topoisomerase II, als een model giftige chemische stof in C. elegans. Voor dit doel beschrijven we de meetmethode van lichaamsgrootte en het totale aantal eieren gelegd in C. elegans etoposide behandeld.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Agar</td>
			<td>Affymetrix, USA</td>
			<td>10906</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Caenorhabditis elegans N2</td>
			<td>Caenorhabditis Genetics Center (CGC)</td>
			<td></td>
			<td>Wild type</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cholesterol</td>
			<td>Sigma, USA</td>
			<td>C3045</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide</td>
			<td>Sigma, USA</td>
			<td>D2650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Escherichia coli OP50</td>
			<td>Caenorhabditis Genetics Center (CGC)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Etoposide</td>
			<td>Sigma, USA</td>
			<td>E1383</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image J software (ver 1.4)</td>
			<td>Natinoal Institute of Health, USA</td>
			<td></td>
			<td>https://imagej.nih.gov/ij/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope camera</td>
			<td>Jenopitk, Progress Gryphax, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peptone</td>
			<td>Merck, USA</td>
			<td>107213</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>35 &#215; 10 mm Petri dish</td>
			<td>SPL Life Sciences, South Korea</td>
			<td>10035</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>90 &#215; 15 mm Petri dish</td>
			<td>SPL Life Sciences, South Korea</td>
			<td>10090</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo microscope</td>
			<td>Nikon, Japan</td>
			<td>SMZ800N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yeast extract</td>
			<td>Becton Dickinson, USA</td>
			<td>212750</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring the effect of chemicals on the growth and reproduction of caenorhabditis elegans

Toxicologische evaluatie is van cruciaal belang voor het inzicht in de effecten van chemische stoffen op levende organismen op gebied van fundamentele en toegepaste biologische wetenschappen. Een niet-zoogdier bodem ronde worm, Caenorhabditis elegans, is een waardevolle modelorganisme voor toxicologische studies vanwege haar gemak en gebrek aan dierenethiek kwesties vergeleken met zoogdieren dierlijke systemen. In dit protocol, wordt een gedetailleerde procedure voor de toxicologische evaluatie van chemische stoffen in C. elegans beschreven. Een klinische anticancer geneesmiddel, etoposide, die richt zich op menselijk topoisomerase II en DNA-replicatie van menselijke kankercellen remt, werd geselecteerd als een model chemische testen. Leeftijd-gesynchroniseerde C. elegans eieren werden blootgesteld aan dimethylsulfoxide (DMSO) of etoposide, en dan de groei van C. elegans elke dag voor 4 dagen werd bewaakt door de stereomicroscoop observatie. Het totale aantal eieren gelegd vanaf C. elegans behandeld met DMSO of etoposide werd ook geteld met behulp van de stereomicroscoop. Etoposide behandeling sterk beïnvloed de groei en voortplanting van C. elegans. Door vergelijking van het totale aantal eieren gelegd van wormen met verschillende behandeling perioden van chemische stoffen, kan worden besloten dat de giftigheid voor de voortplanting van chemische stoffen op de voortplanting van C. elegans omkeerbaar of onomkeerbaar is. Deze protocollen kunnen nut zijn voor zowel de ontwikkeling van verschillende drugs en de risico-evaluatie van toxische stoffen in het milieu.

De behandeling van etoposide (24-96 h) achterlijk aanzienlijk de groei van C. elegans. Na 96 uur incubatie groeide etoposide behandeld wormen tot 0,86 mm in lengte, terwijl de voertuig-behandelde wormen tot 1.04 mm (Figuur 1 groeide). Groei retardatie werd ook blijkbaar waargenomen onder de stereomicroscoop observatie (Figuur 2). We begonnen om te zien van eieren uit de voertuig-behandelde wormen bij 72 h incubatietijd. ...

Watch this Scientific Journal Video about Measuring the Effect of Chemicals on the Growth and Reproduction of Caenorhabditis elegans at JoVE.com

Measuring the Effect of Chemicals on the Growth and Reproduction of Caenorhabditis elegans

Een basisprotocol te beoordelen van de giftigheid van chemische stoffen in een model dier, Caenorhabditis elegans, wordt beschreven. De methode is geschikt en nuttig is voor de ontwikkeling van geneesmiddelen, alsook wat betreft de risico-evaluatie van verschillende milieuverontreinigende stoffen.

Meten van het Effect van chemische stoffen op de groei en voortplanting van Caenorhabditis elegans

Toxicological evaluation is crucial for understanding the effects of chemicals on living organisms in basic and applied biological science fields. A ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Measuring the Effect of Chemicals on the Growth and Reproduction of Caenorhabditis elegans

High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart

Hoogfrequente hoge resolutie Echocardiografie: eerste bewijs op niet-invasieve Herhaalde Maatregel van myocard Strain, contractiliteit, en mitralisinsufficiëntie in de Ischemie-reperfusie Murine Hart

Ischemia-reperfusion (IR) was surgically performed in murine hearts which were then subjected to repeated imaging to monitor temporal changes in ...

Measuring the Strength of Mice

Het meten van de sterkte van Muizen

Kondziela7 devised the inverted screen test and published it in 1964. It is a test of muscle strength using all four limbs. Most normal mice easily score ...

Immunohistochemical Staining of B7-H1 (PD-L1) on Paraffin-embedded Slides of Pancreatic Adenocarcinoma Tissue

Immunohistochemical Staining of B7-H1 PD-L1 on Paraffin-embedded Slides of Pancreatic Adenocarcinoma Tissue

Immunohistochemische kleuring van B7-H1 (PD-L1) op paraffine ingebedde Slides van Pancreatic Darmkanker Tissue

B7-H1/PD-L1, a member  of the B7 family of immune-regulatory cell-surface proteins, plays an important  role in the negative regulation of cell-mediated ...

Measuring Frailty in HIV-infected Individuals. Identification of Frail Patients is the First Step to Amelioration and Reversal of Frailty

Meten Frailty bij HIV-geïnfecteerde individuen. Identificatie van Frail patiënten is de eerste stap naar Verbetering en omkering van Frailty

A simple, validated protocol consisting of a battery of tests is available to identify elderly patients with frailty syndrome. This syndrome of decreased ...

The Influence of Liver Resection on Intrahepatic Tumor Growth

De invloed van leverresectie op Intrahepatische tumorgroei

The high incidence of tumor recurrence after resection of metastatic liver lesions remains an unsolved problem. Small tumor cell deposits, which are not ...

Phosphorus-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: A Tool for Measuring In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

Phosphorus-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: A Tool for Measuring In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

Fosfor-31 magnetische resonantie spectroscopie: een instrument voor het meten<em&gt; In Vivo</em&gt; Mitochondrial Oxydatieve Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

Skeletal muscle mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) capacity, which is critically important in health and disease, can be measured in vivo ...

Turbidimetry on Human Washed Platelets: The Effect of the Pannexin1-inhibitor Brilliant Blue FCF on Collagen-induced Aggregation

Turbidimetrie over menselijke gewassen bloedplaatjes: Het effect van de Pannexin1-remmer Brilliant Blue FCF op collageen geïnduceerde aggregatie

Turbidimetry is a laboratory technique that is applied to measure the aggregation of platelets suspended in either plasma (platelet-rich plasma, PRP) or ...

A Primary Human Trophoblast Model to Study the Effect of Inflammation Associated with Maternal Obesity on Regulation of Autophagy in the Placenta

Een Model van primaire menselijke Trophoblast te bestuderen van het Effect van ontsteking geassocieerd met moeders obesitas over regulering van Autophagy in de Placenta

Maternal obesity is associated with an increased risk of adverse perinatal outcomes that are likely mediated by compromised placental function that can be ...

Measuring the Effects of Bacteria and Chemicals on the Intestinal Permeability of Caenorhabditis elegans

Measuring the Effects of Bacteria and Chemicals on the Intestinal Permeability of Caenorhabditis elegans

Meten van de effecten van bacteriën en chemicaliën op de intestinale permeabiliteit van Caenorhabditis elegans

In living organisms, intestinal hyperpermeability is a serious symptom that leads to many inflammatory bowel diseases (IBDs). Caenorhabditis elegans is a ...

Effect of Artificial Tear Formulations on the Metabolic Activity of Human Corneal Epithelial Cells after Exposure to Desiccation

Effect van kunstmatige traanformuleringen op de metabolische activiteit van menselijke cornea-epitheelcellen na blootstelling aan uitdroging

Artificial lipid-containing tear formulations are developed to reduce tear evaporation by the restoration of a deficient tear lipid layer. Artificial tear ...