En hög genomströmning analys för Prediktion av kemiska toxiciteten av automatiserad fenotypiska profilering av Caenorhabditis elegans

Tillsammans med den snabba utvecklingen av kemiska föreningar tillämpas på industriell produktion och människors dagliga liv, är det viktigt att studera de toxicitetstester modeller för kemikalier. I många fall är den gnagare djurmodell anställd för att utvärdera den potentiella toxiciteten av olika kemikalier på hälsa. Bestämningen av dödliga koncentrationer (dvs. den analyseras 50% dödliga dosen [LD50] av olika kemikalier) används i allmänhet som den traditionella parametern i en gnagare (råtta/mus) modell in vivo vilket är tidskrävande och dyrt. Dessutom, på grund av att minska, förfina eller ersätta (3R) principen som är central för djurskydd och etik, nya metoder som möjliggör utbyte av högre djur är värdefulla för vetenskaplig forskning^1,2,3 . C. elegans är en frilevande nematoder som har isolerats från marken. Det har använts som en forskning organism i laboratoriet på grund av dess positiva egenskaper, som en kort lifespan, lätt odling och effektiv reproduktion. Dessutom bevaras många grundläggande biologiska spridningsvägar, inklusive grundläggande fysiologiska processer och stressreaktioner i C. elegans, i högre däggdjur^{4,5,6,7 , 8}. i ett par jämförelser som vi och andra har gjort, det finns en god överensstämmelse mellan C. elegans toxicitet och toxicitet observerades hos gnagare⁹. Allt detta gör C. elegans en bra modell för att testa effekterna av kemiska toxicitet Invivo.

Nyligen har kvantifieras vissa studier de fenotypiska egenskaperna hos C. elegans. Funktionerna kan användas för att analysera toxicitet av kemikalier^2,3,10 och åldrandet av maskar¹¹. Vi har också utvecklat en metod som kombinerar en flytande mask odlingsskålar system och en bild analyssystem, där maskar är odlade i en plattan med 384 brunnar enligt olika kemiska behandlingar¹². Denna kvantitativa teknik har utvecklats för att automatiskt analysera 33 parametrar i C. elegans efter 12-24h av kemisk behandling i en plattan med 384 brunnar med flytande medium. En automatiserad Mikroskop scenen används för experimentell video förvärv. Videor bearbetas av ett skräddarsydda program och 33 funktioner relaterade till maskar rörliga beteende är kvantifierade. Metoden används för att kvantifiera de masken fenotyperna under behandling av 10 föreningar. Resultaten visar att olika toxicitet kan ändra fenotyperna av C. elegans. Dessa kvantifierade fenotyper kan användas för att identifiera och förutse den akuta toxiciteten av olika kemiska föreningar. Det övergripande målet med denna metod är att underlätta observation och fenotypiska kvantifiering av experiment med C. elegans i en flytande kultur. Denna metod är användbar för tillämpningen av C. elegans i kemisk toxicitet utvärderingar och fenotyp kvantifieringar, som hjälpa till att förutsäga den akuta toxiciteten av olika kemiska föreningar och upprätta en prioriteringslista för ytterligare traditionella kemisk toxicitet bedömning på en gnagare modell. Dessutom kan denna metod tillämpas på toxicitet screening och testning av nya kemikalier eller föreningen som mat tillsatsen agent föroreningar, pharmacautical föreningar, miljömässiga exogena förening och så vidare.