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斑马鱼的转化毒理学,关于斑马鱼的毒理试验

浏览次数:248|来源:飞凡检测 | 2022-08-20 14:16:57

     转化毒理学的一个主要目标是识别不良的化学作用。转化毒理学包括评估多个生命阶段的化学毒性,确定毒性作用方式,计算预测模型以及确定在接触有毒化学物质后保护或恢复健康的干预措施。斑马鱼越来越多地用于转化毒理学,因为它结合了哺乳动物模型的遗传和生理优势以及无脊椎动物模型的更高通量能力和遗传可操作性。

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     毒理学的一个主要目标是确定外源性药物对生物系统造成伤害的可能性和机制。尽管人类是大多数异种生物感兴趣的主要目标物种,但人类数据有限。 为了解决此数据空白,通常有必要推断不同物种在不同组织级别(包括计算,生化,体外和体内系统)的集成数据。通过评估跨器官系统和不同生命阶段的整合效应提供了体内模型的明显优势。但是,所有实验模型都无法概括人类生物学的某些方面,因此了解并考虑任何给定模型的局限性非常重要。

模型生物与人类的比较

转化毒理学包括四个方面:

 (1) 评估多个生命阶段的化学毒性。
 (2)确定化学作用模式和模型间关键事件的相关性。
 (3)使用一个模型中的数据预测其他系统中的化学毒性。
 (4)部署模型来制定和评估干预措施,以保护或恢复化学暴露后的健康状态。

下图为斑马鱼的转化毒理学。斑马鱼可用于评估转化毒理学研究的四个组成部分,包括评估整个生命阶段的化学毒性,描述化学作用模式,开发或测试阻断化学依赖性毒性结果和恢复健康的干预措施,或预测其他系统的化学毒性,包括人类。

斑马鱼转化毒理学

斑马鱼整个生命周期的化学毒性评估: 斑马鱼经历了四个主要的生命阶段:胚胎期、幼虫期、幼年期和成年期。

从受精到孵化的胚胎,受精后48到96小时(hpf)的斑马鱼被认为是幼虫。斑马鱼在受精后∼30天(dpf)过渡到幼鱼阶段,这与许多实验室培育的品种已确定其性别的年龄相对应。性成熟和产生后代的能力预示着成年阶段,其时间约为90-120 dpf。 在大多数主要器官系统的发育和成熟过程中发生的关键分子和细胞转变在序列上是相似的,但在斑马鱼中发生得更快。斑马鱼胚胎和仔鱼被广泛用于发育毒理学研究的理论原因-斑马鱼和人类之间早期发育的分子和细胞机制是保守的。斑马鱼在母体外部迅速发育,在最初的7天里,它们从卵黄囊获得大部分营养。因此,斑马鱼很容易适应部署96孔或384孔板的高通量筛选以及用于图像采集,处理和相关分析的自动化工具。由于其相对较短的生命周期,斑马鱼在评估跨代(如表观遗传)效应和在整个生命周期中对毒性效应的不同脆弱性方面具有显著优势。关于后者,最近对胚胎(3 hpf)、幼虫(3 dpf)、幼年(30 dpf)和成年斑马鱼(3月龄)暴露于不同浓度的四种不同的strobilurin杀菌剂的评估表明,其幼虫阶段最敏感。

总而言之,斑马鱼是一个特殊的模型,用于说明化学依赖性毒性效应,这些毒性效应在不同的实验系统中是保守的或不同的。由于该系统具有中到高通量化学基因筛选的固有能力,斑马鱼代表了一个强大的实验系统,用于评估整个生命周期的化学毒性,确定化学作用模式,生成用于预测人类化学毒性的数据集,以及对干预措施的快速评估,以防止生物体暴露的化学毒性。专注于使用斑马鱼进行转化研究的研究人员最终可能会对保护人类健康和环境产生深远的影响。

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