Ein High-Throughput-Assay für die Vorhersage der chemischen Toxizität durch automatisierte phänotypischen Profilierung von Caenorhabditis elegans

Zusammen mit der rasanten Entwicklung von chemischen Verbindungen, die auf industrielle Produktion und Menschen das tägliche Leben angewendet ist es wichtig, die Toxizitätstests Modelle für die Chemie zu studieren. In vielen Fällen ist das Nagetiere Tiermodell eingesetzt, um die mögliche Toxizität von Chemikalien auf die Gesundheit zu bewerten. Im Allgemeinen dient die Bestimmung der tödliche Konzentrationen (d. h., die vermutlich 50 % tödliche Dosis [LD50] verschiedener chemischer Stoffe) als traditionelle Parameter in einem in-vivo, Nager (Ratte/Maus) Modell ist aufwendig und sehr teuer. Darüber hinaus durch die Reduzierung zu verfeinern Sie, oder ersetzen Sie (3R) Prinzip, das den Tierschutz und Ethik im Mittelpunkt steht, neue Methoden, mit denen für der Ersatz von höheren Tieren sind wertvolle wissenschaftliche Forschung^1,2,3 . C. Elegans ist eine freilebende Nematoden, die aus dem Boden isoliert wurde. Es wurde weithin als Organismus Forschung im Labor aufgrund seiner vorteilhaften Eigenschaften, wie eine kurze Lebensdauer, einfache Kultivierung und effiziente Reproduktion verwendet. Darüber hinaus sind viele grundlegende biologischer Signalwege, darunter grundlegende physiologische Prozesse und Stressreaktionen in C. Elegans in höheren Säugetiere^4,5,6,7 konserviert. ^{, 8}. in ein paar Vergleiche wir und andere haben, gibt es eine gute Übereinstimmung zwischen C. Elegans Toxizität und Toxizität bei Nagetieren⁹beobachtet. All dies macht C. Elegans ein gutes Modell, die Auswirkungen der chemischen Toxizität in vivo zu testen.

Vor kurzem, einige Studien quantifiziert die phänotypische Merkmale von C. Elegans. Die Funktionen können verwendet werden, um die Toxizität von Chemikalien^2,3,10 und die Alterung der Würmer¹¹zu analysieren. Wir entwickelten auch eine Methode, die kombiniert einen flüssigen Wurm Kultivierung System und eine Bild-Analyse-System, in dem die Würmer in einem 384-Well-Platte unter verschiedenen chemischen Behandlungen¹²kultiviert sind. Dieses quantitative Verfahren wurde entwickelt, um die 33 Parameter von C. Elegans automatisch nach 12-24 h chemische Behandlung in einem 384-Well-Platte mit flüssigen Medium zu analysieren. Eine automatisierte Mikroskoptisch dient zur experimentellen Videoerfassung. Die Videos werden von einem maßgeschneiderten Programm verarbeitet, und 33 Funktionen im Zusammenhang mit den Würmern beweglichen Verhalten quantifiziert. Die Methode wird verwendet, um den Wurm Phänotypen unter der Behandlung von 10 Verbindungen zu quantifizieren. Die Ergebnisse zeigen, dass unterschiedliche Toxizitäten der Phänotypen von C. Elegansverändern können. Diese quantifizierten Phänotypen können verwendet werden, zu identifizieren und vorherzusagen, die akute Toxizität von verschiedenen chemischen Verbindungen. Das übergeordnete Ziel dieser Methode ist die Beobachtung und phänotypischen Quantifizierung von Experimenten mit C. Elegans in einer flüssigen Kultur zu erleichtern. Diese Methode eignet sich für den Einsatz von C. Elegans in chemische Toxizität Auswertungen und Phänotyp Quantifizierungen, die helfen, vorherzusagen, die akute Toxizität von verschiedenen chemischen Verbindungen und etablieren eine Prioritätenliste für weitere traditionelle chemische Toxizität Assessment-Tests in einem Nagetier-Modell. Darüber hinaus kann diese Methode auf die Toxizität screening und Erprobung von neuen Chemikalien oder die Verbindung als Lebensmittel Zusatzstoff Agent Verschmutzung, Pharmacautical Verbindungen, ökologische exogene Substanz und So weiter angewendet werden.