Name: zebrafish larvae as a model to evaluate potential radiosensitizers or protectors
Uploaded: 2022-08-25T14:15:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Zebrafish Larvae as a Model to Evaluate Potential Radiosensitizers or Protectors at JoVE.com

يتم تمويل مختبر SS ومختبر RKS من خلال منح من DBT و SERB ، الهند. APM حاصلة على زمالة ICMR ، حكومة الهند. حاصل على زمالة CSIR ، حكومة الهند. حصلت الأمم المتحدة على زمالة DST-Inspire ، حكومة الهند. تم إنشاء الشكل 2 باستخدام Biorender (https://biorender.com).

أجريت هذه الدراسة بموافقة مسبقة من واتباع المبادئ التوجيهية للجنة الأخلاقية الحيوانية المؤسسية ، معهد علوم الحياة ، بوبانسوار. وقد أجريت جميع عمليات صيانة وتربية أسماك الزرد في منشأة استزراع الأسماك المحيطة عند 28.5 درجة مئوية، وتم الحفاظ على الأجنة في حاضنة الطلب البيولوجي على الأكسجين (...

تستخدم أسماك الزرد كنماذج قيمة في العديد من الدراسات ، بما في ذلك عدة أنواع من أبحاث السرطان. يوفر هذا النموذج منصة مفيدة لفحص المخدرات على نطاق واسع67,68. مثل أي طريقة أخرى لتقييم السمية ، فإن التقييم الكمي للتغيرات البيولوجية الرئيسية عند العلاج الإشعاعي و /...

الزرد (Danio rerio) هو نموذج حيواني معروف تم استخدامه على نطاق واسع في الأبحاث على مدى العقود ال 3 الماضية. إنها سمكة مياه عذبة صغيرة يسهل تربيتها وتكاثرها في ظل ظروف المختبر. تم استخدام الزرد على نطاق واسع في العديد من الدراسات التنموية والسمية1،2،3،4،5،6،7،8. الزرد لديه خصوبة عالية وجيل جنيني قصير. الأجنة مناسبة لتتبع مراحل النمو المختلفة ، وهي شفافة بصريا ، وقابلة لأنواع مختلفة من التلاعب الجيني ومنصات الفحص عالية الإنتاجية9،10،11،12،13،14. إلى جانب ذلك ، يوفر الزرد تصويرا كاملا وحيا يمكن من خلاله دراسة عملية نموه وتشوهاته المختلفة في وجود مواد أو عوامل سامة مختلفة بسهولة باستخدام المجهر الاستريو أو الفلورسنت7،15،16.
العلاج الإشعاعي هو أحد الأساليب العلاجية الرئيسية المستخدمة في علاج السرطان17،18،19،20،21،22،23،24. ومع ذلك ، يتطلب العلاج الإشعاعي للسرطان واقيات إشعاعية محتملة لحماية الخلايا السليمة الطبيعية من الموت أثناء قتل الخلايا الخبيثة أو حماية صحة الإنسان أثناء العلاج الذي يتضمن إشعاعات عالية الطاقة25،26،27،28،29. على العكس من ذلك ، يتم أيضا التحقيق في المحسسات الإشعاعية القوية لزيادة كفاءة الإشعاع لقتل الخلايا الخبيثة ، خاصة في العلاجات المستهدفة والدقيقة30،31،32،33. لذلك ، للتحقق من صحة الواقيات الإشعاعية القوية والمحسسات ، يطلب بشدة نموذج مناسب لفحص الأدوية شبه عالية الإنتاجية وإظهار تأثيرات إشعاعية قابلة للقياس. تستخدم العديد من النماذج المتاحة في الدراسات الإشعاعية وتشارك في تجارب فحص الأدوية. ومع ذلك ، فإن الفقاريات الأعلى وحتى الأكثر استخداما في نموذج الجسم الحي ، الفئران ، غير مناسبة لفحص الأدوية على نطاق واسع لأنها تستغرق وقتا طويلا ومكلفة وصعبة لتصميم تجارب الفحص هذه باستخدام هذه النماذج. وبالمثل ، تعد نماذج زراعة الخلايا مثالية لأنواع مختلفة من تجارب فحص الأدوية عالية الإنتاجية34,35. ومع ذلك ، فإن التجارب التي تنطوي على زراعة الخلايا ليست دائما عملية أو قابلة للتكرار بدرجة كبيرة أو موثوقة لأن الخلايا في المزرعة قد تغير سلوكها بشكل ملحوظ وفقا لظروف النمو والحركية. أيضا ، تظهر أنواع مختلفة من أنواع الخلايا حساسية الإشعاع التفاضلي. والجدير بالذكر أن أنظمة زراعة الخلايا 2D و 3D لا تمثل سيناريو الكائن الحي بأكمله ، وبالتالي ، فإن النتائج التي تم الحصول عليها قد لا تلخص المستوى الفعلي للسمية الإشعاعية36,37. وفي هذا الصدد، يوفر الزرد العديد من المزايا في الكشف عن المحسسات الإشعاعية الجديدة وأجهزة الحماية الإشعاعية. إن سهولة التعامل ، وحجم القابض الكبير ، والعمر الافتراضي القصير ، والتطور الجنيني السريع ، وشفافية الجنين ، وحجم الجسم الصغير يجعل الزرد نموذجا مناسبا لفحص الأدوية على نطاق واسع. نظرا للمزايا المذكورة أعلاه ، يمكن تكرار التجارب بسهولة في وقت قصير ، ويمكن ملاحظة التأثير بسهولة تحت مجهر تشريح في لوحات متعددة الآبار. وبالتالي ، يكتسب الزرد شعبية في أبحاث فحص الأدوية التي تتضمن دراسات الإشعاع38,39.
تم إثبات إمكانات الزرد كنموذج جيد لفحص معدلات الإشعاع في دراسات مختلفة 40،41،42،43،44،45. تم الإبلاغ عن التأثير الوقائي الإشعاعي للمعدلات الراديوية المحتملة ، مثل الجسيمات النانوية DF1 ، أميفوستين (WR-2721) ، بروتينات إصلاح الحمض النووي KU80 و ATM ، والخلايا الجذعية المكونة للدم المزروعة ، وتأثيرات المحسسات الإشعاعية ، مثل فلافوبيريدول و AG1478 ، في نموذج الزرد19،41،42،43،44،45،46. باستخدام نفس النظام ، تم تقييم التأثير الوقائي الإشعاعي ل DF-1 (جسيمات الفوليرين النانوية) على المستويين النظامي والخاص بالأعضاء ، كما تم استكشاف استخدام أجنة الزرد لفحص الحماية الإشعاعية47. في الآونة الأخيرة ، تم الإبلاغ عن عسل Kelulut كواقي إشعاعي في أجنة الزرد ووجد أنه يزيد من بقاء الجنين ويمنع الضرر الخاص بالأعضاء ، وتلف الحمض النووي الخلوي ، وموت الخلاياالمبرمج 48.
وبالمثل ، تم فحص التأثيرات الوقائية الإشعاعية للبوليمرات المتولدة عن تفاعل هانتزش على أجنة الزرد في فحص عالي الإنتاجية ، وتم منح الحماية بشكل أساسي من خلال حماية الخلايا من تلف الحمض النووي49. في إحدى الدراسات السابقة ، تم العثور على فلوفاستاتين الستاتين المحب للدهون كمحسس إشعاعي محتمل باستخدام نموذج الزرد مع هذا النهج50. وبالمثل ، تعتبر جسيمات الذهب النانوية محسسا إشعاعيا مثاليا وقد استخدمت في العديد من الدراسات51,52.
يتضمن التطور الجنيني في الزرد انشقاقا في 3 ساعات أولية ينقسم فيها زيجوت وحيد الخلية ليشكل خليتين و 4 خلايا و 8 خلايا و 16 خلية و 32 خلية و 64 خلية يمكن التعرف عليها بسهولة باستخدام مجهر مجسم. بعد ذلك ، تصل إلى مرحلة البلاستولا مع 128 خلية (2.25 ساعة بعد الإخصاب ، hpf) ، حيث تتضاعف الخلايا كل 15 دقيقة وتستمر خلال هذه المراحل التالية: 256 خلية (2.5 hpf) ، 512 خلية (2.75 hpf) ، وتصل إلى 1,000+ خلية في 3 ساعات فقط (الشكل 1). في 4 ساعات ، تصل البويضة إلى مرحلة الكرة ، تليها تشكيل شكل قبة في الكتلة الجنينية7،53،54. يبدأ الجهاز الهضمي في الزرد من 5.25 hpf54 ، حيث يصل إلى مرحلة الدرع. يشير الدرع بوضوح إلى حركة التقارب السريع للخلايا إلى جانب واحد من الحلقة الجرثومية (الشكل 1) وهو مرحلة بارزة ومميزة من أجنة المعدة التي يمكن التعرف عليها بسهولة53,54. وعلى الرغم من أن التعرض للإشعاع للأجنة يمكن أن يحدث في أي مرحلة من مراحل نموها، فإن التعرض للإشعاع أثناء عملية المعدة قد يكون له تغيرات مورفولوجية أكثر وضوحا تيسر قراءات أفضل للسمية الناجمة عن الإشعاع55؛ وبالمثل ، يمكن البدء في إعطاء الأدوية للأجنة في وقت مبكر من 2 HPF54.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>6 Well plates</td>
			<td>Corning</td>
			<td>CLS3335</td>
			<td>Polystyrene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B.O.D Incubator</td>
			<td>Oswald</td>
			<td>JRIC-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Chloride</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>10101-41-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting Microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>Stemi 2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>External Tank for the 1.0 L Breeding Tank</td>
			<td>Tecniplast</td>
			<td>ZB10BTE</td>
			<td>Polycarbonate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass petriplates</td>
			<td>Borosil</td>
			<td>3165A75</td>
			<td>Glass</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GraphpadPrism</td>
			<td>GraphPad Software, Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Version 5.01</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kline concavity slides</td>
			<td>Himedia</td>
			<td>GW092-1PK</td>
			<td>Glass</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium Chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M8266</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylene blue hydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>66720-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm</td>
			<td>Tarsons</td>
			<td>380020</td>
			<td>Paraffin film</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur pipettes</td>
			<td>Himedia</td>
			<td>PW1212-1X500NO</td>
			<td>Polyethylene plastic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perforated Internal Tank for the 1.0 L Breeding Tank</td>
			<td>Tecniplast</td>
			<td>ZB10BTI</td>
			<td>Polycarbonate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycarbonate Divider for the 1.0 L Breeding Tank</td>
			<td>Tecniplast</td>
			<td>ZB10BTD</td>
			<td>Polycarbonate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycarbonate Lid for the 1.0 L Breeding Tank</td>
			<td>Tecniplast</td>
			<td>ZB10BTL</td>
			<td>Polycarbonate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P5655</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S7653-5KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide pellet</td>
			<td>SRL</td>
			<td>1949181</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo Microscope Leica M205FA</td>
			<td>Leica</td>
			<td>Model/PN MDG35/10 450 125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-Rad 225 Precision X-Ray</td>
			<td>Precision X-Ray</td>
			<td>X-RAD 225XL</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

zebrafish larvae as a model to evaluate potential radiosensitizers or protectors

تستخدم أسماك الزرد على نطاق واسع في عدة أنواع من الأبحاث لأنها واحدة من نماذج الفقاريات التي يسهل صيانتها وتظهر العديد من ميزات نظام النماذج الفريد والمريح. نظرا لأن الخلايا شديدة التكاثر أكثر عرضة لتلف الحمض النووي الناجم عن الإشعاع ، فإن أجنة الزرد هي نموذج الخط الأمامي في الجسم الحي في أبحاث الإشعاع. بالإضافة إلى ذلك ، يعرض هذا النموذج تأثير الإشعاع والأدوية المختلفة في غضون فترة زمنية قصيرة ، إلى جانب الأحداث البيولوجية الرئيسية والاستجابات المرتبطة بها. استخدمت العديد من دراسات السرطان الزرد ، ويستند هذا البروتوكول إلى استخدام معدلات الإشعاع في سياق العلاج الإشعاعي والسرطان. يمكن استخدام هذه الطريقة بسهولة للتحقق من آثار الأدوية المختلفة على الأجنة المشععة والضابطة (غير المشععة) ، وبالتالي تحديد الأدوية على أنها أدوية تحسس لاسلكي أو عقاقير وقائية. على الرغم من استخدام هذه المنهجية في معظم تجارب فحص الأدوية ، إلا أن تفاصيل التجربة وتقييم السمية مع خلفية التعرض للإشعاع بالأشعة السينية محدودة أو يتم تناولها لفترة وجيزة فقط ، مما يجعل من الصعب تنفيذها. يعالج هذا البروتوكول هذه المشكلة ويناقش الإجراء وتقييم السمية مع توضيح مفصل. يصف الإجراء نهجا بسيطا لاستخدام أجنة الزرد للدراسات الإشعاعية وفحص الأدوية القائم على الإشعاع مع قدر كبير من الموثوقية وقابلية التكاثر.

يوضح الشكل 2 التخطيط العام للبروتوكول. تم تقييم تأثير الإشعاع والتوصيف بطريقة تعتمد على الجرعة من خلال التحليلات التالية.
تقييم السمية المستحثة بالأشعة السينية باستخدام المجهر المجسم ، تم تقييم التشوهات التالية وتوصيفها بعد العلاج الد?...

Watch this Scientific Journal Video about Zebrafish Larvae as a Model to Evaluate Potential Radiosensitizers or Protectors at JoVE.com

Zebrafish Larvae as a Model to Evaluate Potential Radiosensitizers or Protectors

تم استغلال الزرد مؤخرا كنموذج للتحقق من صحة معدلات الإشعاع المحتملة. يصف هذا البروتوكول الخطوات التفصيلية لاستخدام أجنة الزرد في تجارب الفحص القائمة على الإشعاع وبعض النهج القائمة على الملاحظة لتقييم تأثير العلاجات والإشعاع المختلفة.

يرقات الزرد كنموذج لتقييم المحسسات الإشعاعية المحتملة أو الواقيات

Zebrafish are extensively used in several kinds of research because they are one of the easily maintained vertebrate models and exhibit several features ...

يصف هذا البروتوكول الخطوات التفصيلية لاستخدام أجنة الزرد في تجارب الفحص القائمة على الإشعاع وبعض الأساليب القائمة على الملاحظة لتقييم علاج الأدوية والإشعاع المختلفة. سيساعد هذا القراء على وضع فحص شبه عالي الإنتاجية للعقاقير يتضمن التعرض للأشعة السينية باستخدام أجنة الزرد ، والذي سيوجه في تقييم السمية الإشعاعية وفعالية الأدوية المختلفة المستخدمة. يمكن استخدام هذا الإجراء لفحص الأدوية المختلفة والتحقق من صحتها أو تقييمها كمحسسات إشعاعية أو واقيات محتملة ، والتي يمكن استكشافها أو استخدامها في مجال العلاج الإشعاعي للسرطان أو البيولوجيا الإشعاعية.للبدء ، راقب الأجنة المتنامية تحت مجهر التشريح. تحديد المرحلة المناسبة وإزالة أي أجنة ميتة أو غير صحية. تأكد من أن التدريج المناسب للجنين هو الإشعاع وسيتم إعطاء جرعات الدواء في مرحلة معينة من المعدة.قبل البدء في التجربة ، قم بتوزيع الأجنة السليمة بعناية في اللوحات التجريبية بمساعدة ماصة باستور. لكل مجموعة تجريبية ، خذ 15 إلى 20 جنينا. أثناء إعداد تجربة إشعاعية ، قم بتضمين مجموعة تحكم غير مشععة ومجموعة إشعاعية فقط.توزيع الأجنة في صفيحة بئر إذا كانت الدروع الإشعاعية يمكن أن تغطي وتحمي الآبار الزائدة من الإشعاع بينما تتعرض الآبار الأخرى لجرعة إشعاعية معينة. خلاف ذلك ، استخدم لوحات أو أقراص فردية لرؤية الأجنة لكل جرعة إشعاعية. قم بتشغيل جهاز تشعيع الأشعة السينية وابدأ تهيئة الجهاز وتسخينه.ضع اللوحة التجريبية أسفل جهاز التشعيع داخل الجهاز في المنتصف ، مع التأكد من أن اللوحة أسفل مصدر الأشعة السينية مباشرة. ثم اضبط الجرعة وابدأ الأشعة السينية. بعد الانتهاء من التشعيع ، أخرج الألواح ، وأغلق برنامج الماكينة ، وأوقف تشغيل الجهاز ، وافحص الألواح الموجودة تحت المجهر مباشرة بعد الإشعاع.إزالة الأجنة الميتة ، وتسجيل عددها بعد تقييمها تحت المجهر التشريحي. أعد الألواح إلى الحاضنة عند 28.5 درجة مئوية. جمع البيانات على فترات زمنية محددة مسبقا بعد إعطاء الإشعاع.سجل جميع الملاحظات الممكنة مثل البقاء على قيد الحياة ، وكفاءة الفقس ، ومرحلة التطور ، وعدد ضربات القلب ، وانحناء الجسم والذيل ، وذمة التامور ، وتمديد كيس الصفار ، وصغر الرأس ، وتطور المثانة ، والحركة العامة أو النشاط ، وما إلى ذلك. لالتقاط الصور، اختر أجنة تمثيلية على شريحة نظيفة. تحقق من الأجنة تحت المجهر ، وتوجيهها في اتجاه معين.يصور منحنى البقاء على قيد الحياة للأجنة المشععة في ست ساعات بعد الإخصاب أنه في المجموعة الضابطة والأجنة المعرضة ل 2 رمادي و 5 رمادي ، لم يكن هناك موت كبير في الأجنة. يشير عدد نبضات القلب في الدقيقة إلى أن معدل ضربات القلب انخفض بشكل كبير مع زيادة جرعات الأشعة السينية. في المجموعة الضابطة كل 24 ساعة ، لوحظ أن معدل ضربات القلب يزداد.يشتبه في حدوث تشوه شديد في القلب والأوعية الدموية في الأجنة المعرضة ل 15 شعاعا رماديا و 20 شعاعا رماديا حيث انخفضت ضربات القلب بشكل كبير. يتم تصوير وتقييم عيوب النمط الظاهري والنمو المختلفة للأجنة المعرضة لجرعات مختلفة من الإشعاع في نقاط زمنية مختلفة. كما تم إجراء ملاحظات مورفولوجية لثني العمود الفقري أو الذيل ، وتشوه الرأس وصغر الرأس ، وعيوب النمو ، وذمة التامور ، وتشوهات كيس الصفار ، وتشوهات المثانة ، والتغيرات في بنية العين بالنسبة للبروتوكول الذي أظهرناه ، فإن اختيار الأجنة السليمة ، والوضع المناسب للأجنة في التشعيع والتقييم المناسب للتشوهات المتقاطعة هي مفتاح هذا الإجراء.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

How to Study Basement Membrane Stiffness as a Biophysical Trigger in Prostate Cancer and Other Age-related Pathologies or Metabolic Diseases

كيفية دراسة بدروم غشاء تصلب بمثابة الزناد البيوفيزيائية في سرطان البروستاتا وعلوم الأمراض الأخرى ذات الصلة العمر أو الأمراض الاستقلابية

Here we describe a protocol that can be used to study the biophysical microenvironment related to increased thickness and stiffness of the basement ...

The Colon-26 Carcinoma Tumor-bearing Mouse as a Model for the Study of Cancer Cachexia

كولون-26 سرطان الفأر نموذجا لدراسة سرطان دنف الحاملة للورم

Cancer cachexia is the progressive loss of skeletal muscle mass and adipose tissue, negative nitrogen balance, anorexia, fatigue, inflammation, and ...

A Comprehensive Procedure to Evaluate the In Vivo Performance of Cancer Nanomedicines

A Comprehensive Procedure to Evaluate the In Vivo Performance of Cancer Nanomedicines

إجراء شامل لتقييم<em&gt; في فيفو</em&gt; الأداء من السرطان طب النانو

Inspired by the success of previous cancer nanomedicines in the clinic, researchers have generated a large number of novel formulations in the past ...

Dried Blood and Serum Spots As A Useful Tool for Sample Storage to Evaluate Cancer Biomarkers

تجفف الدم والبقع المصل كأداة مفيدة لتخزين نموذج لتقييم المؤشرات الحيوية السرطان

Blood sample quality is crucial to ensure accurate downstream analyses such as real-time PCR or ELISA. Correct storage of biological materials is the ...

A Comprehensive Procedure to Evaluate the In Vitro Performance of the Putative Hemangioblastoma Neovascularization Using the Spheroid Sprouting Assay

A Comprehensive Procedure to Evaluate the In Vitro Performance of the Putative Hemangioblastoma Neovascularization Using the Spheroid Sprouting Assay

إجراء شامل تقييم أداء نيوفاسكولاريزيشن هيمانجيوبلاستوما المفترضة استخدام كروي تنتشر في التحليل في المختبر

The inactivation of the von Hippel-Lindau (VHL) tumor suppressor gene plays a crucial role in the development of hemangioblastomas (HBs) within the human ...

Yeast As a Chassis for Developing Functional Assays to Study Human P53

الخميرة كهيكل لتطوير الاختبارات الوظيفية لدراسة P53 الإنسان

The finding that the well-known mammalian P53 protein can act as a transcription factor (TF) in the yeast S. cerevisiae has allowed for the development of ...

Patient-derived Heterogeneous Xenograft Model of Pancreatic Cancer Using Zebrafish Larvae as Hosts for Comparative Drug Assessment

نموذج Xenograft غير متجانس ة من سرطان البنكرياس المستمدة من المريض باستخدام يرقات سمك الحمار الوحشي كمضيفين للتقييم المقارن للأدوية

Patient-derived tumor xenograft (PDX) and cell-derived tumor xenograft (CDX) are important techniques for preclinical assessment, medication guidance and ...

A 3D Spheroid Model as a More Physiological System for Cancer-Associated Fibroblasts Differentiation and Invasion In Vitro Studies

نموذج Spheroid 3D كنظام أكثر فسيولوجية للتمييز الليفي المرتبطة بالسرطان والغزو في الدراسات المختبرية

Defining the ideal model for an in vitro study is essential, mainly if studying physiological processes such as differentiation of cells. In the tumor ...

A Rapid Screening Workflow to Identify Potential Combination Therapy for GBM using Patient-Derived Glioma Stem Cells

سير عمل الفحص السريع لتحديد العلاج المركب المحتمل ل GBM باستخدام الخلايا الجذعية الدبقي المشتقة من المريض

The glioma stem cells (GSCs) are a small fraction of cancer cells which play essential roles in tumor initiation, angiogenesis, and drug resistance in ...