Kvantifisering av etanolnivåer i sebrafiskembryoer ved hjelp av hodeplassgasskromatografi

Føtal alkoholspektrumforstyrrelser (FASD) beskriver et bredt spekter av nevrologiske funksjonsnedsettelser og kraniofaciale dysmorfologier forbundet med embryonisk etanoleksponering¹. Flere faktorer, inkludert timing og dosering av etanoleksponering og genetisk bakgrunn, bidrar til variasjonen av FASD^2,3. Hos mennesker gjør det komplekse forholdet mellom disse variablene å studere og forstå etiologien til FASD utfordrende. Dyremodeller har vist seg avgjørende for å utvikle vår forståelse av det mekanistiske grunnlaget for etanolteratogenisitet. Et bredt utvalg av dyremodellsystemer har blitt brukt til å studere flere aspekter av FASD, og resultatene har vært bemerkelsesverdig konsistente med det som finnes i eksponering hos mennesker⁴. Gnagermodellsystemer brukes til å undersøke mange aspekter av FASD, med mus som den vanligste^5,6,7. Mesteparten av dette arbeidet har fokusert på utviklingsdefekter til tidlig etanoleksponering⁸, men senere eksponering for etanol har vist seg å forårsake utviklingsavvik også⁹. Videre har de genetiske egenskapene til mus i stor grad hjulpet i vår evne til å undersøke de genetiske fundamentene til FASD^10,11. Disse studiene hos mus tyder sterkt på at det er gen-etanol interaksjoner med sonic pinnsvin banen, retinsyre signalering, Superoxide dismutase, Nitrogenoksid synthase I, Aldh2 og Fancd2^8,10,^{11,12,13,14,15,16,17,18, 19,20,21}. Disse studiene viser at dyremodeller er avgjørende for å fremme vår forståelse av FASD og dens underliggende mekanismer.

Sebrafisken har dukket opp som et kraftig modellsystem for å undersøke mange aspekter av etanol teratogenese^22,23. På grunn av deres eksterne befruktning, høy fecundity, genetisk tractability, og levende bildebehandling evner, sebrafisk er ideelt egnet til å studere faktorer som timing, dosering, og genetikk av etanol teratogenese. Etanol kan administreres til nøyaktig iscenesatte embryoer, og embryoene kan deretter avbildet for å undersøke den direkte virkningen av etanol under utviklingsprosesser. Dette arbeidet kan være relatert direkte til mennesker, fordi de genetiske utviklingsprogrammene er høyt bevart mellom sebrafisk og mennesker og kan derfor bidra til å veilede FASD menneskelige studier²⁴. Mens sebrafisk har blitt brukt til å undersøke etanol teratogenese, gjør mangel på konsensus i rapportering av embryonale etanolkonsentrasjoner sammenligning med mennesker vanskelig²⁵. I pattedyrsystemer korrelerer blod-alkoholnivåer direkte med vevsetanolnivåer²⁶. Mange av sebrafiskstudiene behandler embryoer før fullstendig dannelse av sirkulasjonssystemet. Uten maternal prøve å undersøke, er det nødvendig med en prosess for å vurdere etanolkonsentrasjoner for å kvantifisere etanolnivåer i embryoet. Her beskriver vi en prosess for å kvantifisere etanolkonsentrasjoner i et utviklende sebrafiskembryo ved hjelp av hodeplassgasskromatografi.