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

Cette étude a été financée par la subvention de recherche intra-muros Korea Institute of Science and Technology (2E27513) et la haute valeur ajoutée alimentaire technologie développement programme (IPET) financé par le ministère de l’Agriculture, des aliments et des affaires rurales (315067-03).

Remarque : l’expérience entière doit être effectuée dans un laboratoire isolé propre maintenu à 20 ° C, avec peu de poussière et minimisation de contamination au cours du ver et manipulation bactérienne. À cette fin, les expériences doivent être effectuées sous la flamme d’une lampe à alcool ou à l’aide d’un banc propre.
 1. entretien de c. elegans et oeuf préparation pour le Test chimique <ol><li>maintenir N2 de c. elegans (var. Bristol) sur un pl...

<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. 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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. 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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>

Dans cet article, nous décrivons l’évaluation de la toxicité des produits chimiques chez c. elegans, un nématode du sol, utilisant l’étoposide comme un exemple de produits toxique. À cette fin, nous avons utilisé deux conditions expérimentales. Dans le premier set, c. elegans ont été cultivées sur étoposide contenant des plaques d’oeufs au stade adulte jeune, et puis les vers étaient autorisées à pondre sur des plaques NGM normales sans produits chimiques. Dans le deuxième set exp?...

Évaluation toxicologique est essentielle pour le développement de produits pharmaceutiques, nutraceutiques et cosméceutiques, ainsi que l’évaluation des risques des différentes toxines environnementales. Le modèle de rongeur est l’un des systèmes plus populaires en vivo expérimental pour l’étude de toxicologie ; Alternativement, non-mammifère organismes comme c. elegans sont également largement utilisés. Modèles non mammifère évaluation toxicologique sont bénéfiques en raison non seulement des questions éthiques animales, mais aussi leur convenance et utilité étant donné le rapport coût/efficacité, maintenabilité, vitesse et reproductibilité1,2 ,3,4.
C. elegans, un sol rond ver, a été exploitée comme un animal modèle dans diverses recherches de biologie et chimie fondamentale et appliquée. C’est un 1 mm de long, le nématode transparent, qui est simplement maintenue en solide ou liquide nématode croissance Media (NGM) nourri avec la souche bactérienne Escherichia coli OP50. C. elegans a un cycle de vie court et sauvage N2 c. elegans Pond environ 300 œufs. Par conséquent, il se multiplie facilement pour être utilisés comme supports expérimentaux3,4,5. C. elegans a également été largement utilisé dans les études toxicologiques de beaucoup de médicaments et de polluants de l’environnement6,7,8,9.
Car de nombreux médicaments anticancéreux ciblent division rapide des cellules cancéreuses, ils peuvent également endommager les cellules normales comme la moelle osseuse, épithélium intestinal et les cellules du follicule pileux se divisant rapidement. Par exemple, les médicaments anticancéreux inhibiteur de topoisomérase ciblent le processus de réplication de l’ADN des cellules cancéreuses ; donc, ils inhibent aussi les cellules normales se divisant rapidement. Chaque organisme vivant possède les topoisomérases et ces topoisomérase inhibiteurs plus probable impact environnemental écosystèmes6,10,11. Ainsi, une plate-forme d’évaluation toxicologique de drogue utilisant un animal modèle est précieuse pour le développement de produits pharmaceutiques et d’évaluation des risques environnementaux.
Dans cet article, nous décrivons les protocoles détaillés afin de tester la toxicité de l’étoposide, qui est un agent anticancéreux clinique que cibles topoisomérase II, comme un produit chimique toxique de modèle chez c. elegans. Pour cela, nous allons décrire la méthode de mesure de la taille et le nombre total de œufs pondus chez c. elegans , traités avec l’étoposide.

<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

Évaluation toxicologique est cruciale pour comprendre les effets des produits chimiques sur les organismes vivants dans les domaines des sciences biologiques fondamentales et appliquées. Un sol non-mammifère rond ver, Caenorhabditis elegans, est un organisme modèle précieux pour les études de toxicologie en raison de sa commodité et des questions d’éthique animale par rapport aux systèmes animaux mammifères. Dans ce protocole, une procédure détaillée d’évaluation toxicologique des produits chimiques chez c. elegans est décrite. Un médicament anticancéreux clinique, étoposide, qui cible humaine topoisomérase II et inhibe la réplication de l’ADN des cellules cancéreuses humaines, a été choisi comme un modèle de tests chimiques. Âge-synchronisé c. elegans oeufs ont été exposés le diméthylsulfoxyde (DMSO) ou étoposide, et ensuite la croissance de c. elegans a été surveillée tous les jours pendant 4 jours par l’observation microscope stéréo. Le nombre total de œufs mis c. elegans traités avec le DMSO ou étoposide a aussi compté en utilisant le microscope stéréo. Etoposide traitement affecté significativement la croissance et la reproduction de c. elegans. En comparaison du nombre total de œufs pondus de worms avec des périodes de traitement différent des produits chimiques, il peut être décidé que la toxicité pour la reproduction des produits chimiques sur la reproduction de c. elegans est réversible ou irréversible. Ces protocoles peuvent être utiles pour l’élaboration de divers médicaments et évaluation des risques des substances toxiques environnementaux.

Le traitement de l’étoposide (24-96 h) a considérablement retardé la croissance de c. elegans. Après 96 heures d’incubation, vers imprégnées d’étoposide a grandi à 0,86 mm dans la longueur du corps, tandis que les vers de véhicules traités a augmenté à 1,04 mm (Figure 1). Un retard de croissance a été observé aussi apparemment sous observation microscope stéréo (Figure 2). Nous avons commencé à v...

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

Un protocole de base pour évaluer la toxicité des produits chimiques chez un animal modèle, Caenorhabditis elegans, est décrite. La méthode est pratique et utile pour le développement de produits pharmaceutiques ainsi que pour l’évaluation des risques de divers polluants environnementaux.

Mesurer l’effet des produits chimiques sur la croissance et la Reproduction de 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

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

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