使用斑马鱼胚胎研究神经毒性早期预警系统的方法介绍
2025-04-07 来源:本站 点击次数:266近年来，释放到生态系统中的神经活性化合物数量不断增加，人们对评估相关潜在生态和人类健康风险的兴趣日益浓厚。事实上，许多化学污染物通常会对多种生物产生神经毒性。据估计，所有商业使用的化学品中，多达30%可能具有神经毒性潜力。此外，环境中的化学物质可能以低浓度存在，超出仪器检测限，也可能形成具有未知影响的混合物。
为了研究具有神经毒性潜力的化学污染物对生态和人类健康的影响，通过动物的早期生命阶段进行探究是一种强有力的途径。在这个方式中，鱼类已被证明是非常有益的。斑马鱼胚胎表现出的自发性卷尾是神经毒性评估的另一个重要方式。在本研究中，研究者们评估了基于自发尾部运动的卷尾活性测试（CAT）的能力和可靠性，将卷尾活性测试应用于斑马鱼胚胎，检测不同环境水样中的潜在神经毒性作用。
斑马鱼胚胎作为研究模型
斑马鱼幼鱼和胚胎是研究生态毒性的绝佳模型。该模型在实验室中使用简单，可扩展性强。评估斑马鱼胚胎的尾部运动（卷尾）是一种筛查毒素引起的发育神经毒性的技术。斑马鱼胚胎的这些自发尾部运动是生态神经毒理学研究的有效读数，因为它可以快速筛查环境中是否存在有害的神经毒性化学物质。
Lacchetti等人评估了卷尾活性测试(CAT)的效率和可靠性。主要监测自发尾部运动，因为这可以识别水中潜在的神经毒性作用。研究者通过将这种方法与鱼胚胎急性毒性测试(FET)进行了比较，后者是一种更常用于确定水环境中急性毒害鱼类的化学物质浓度的方法。通常，斑马鱼胚胎用该方法确定在暴露于化学物质96小时后50%的胚胎死亡（即致命）的浓度。
与鱼胚胎急性毒性测试(FET)相比，使用卷尾活性测试(CAT)的好处在于筛查速度非常快（可在24小时内完成），但更重要的是，CAT并不关注致死率本身，而是关注行为改变。因此，这强调了可能的神经活性或神经毒性作用，这些作用可能产生终身和相当大的生态后果。
材料与方法
卷尾活性测试(CAT)操作方案分为三个步骤：
- 胚胎选择和设置培养板
- 记录和视频捕捉
- 视频分析
胚胎在96孔板中，于黑暗下在26°C孵化约22小时，使胚胎进入23 hpf阶段，胚胎尾部的自发活动在23 hpf左右发生的频率最高。录制视频然后使用诺达思的斑马鱼微视行为分析系统（DanioScope）记录和分析了胚胎的视频。其中，爆发活性（Burst activity）、平均爆发持续时间（mean burst duration）和爆发次数/分钟（burst count/minute）是DanioScope评估的三个关键测量指标，用于表征卷尾活性运动。
表1显示了两种方法的主要对比结果。在FET中未显示急性毒性（值≤10% 表示无毒性），而使用CAT对相同样品进行检测时检测到了神经毒性减退物质（百分比值> 0）。同时可以看出，FET和CAT很好地跟踪了化合物浓度的下降，CAT也能突出物质的过度神经毒性（值<0），CAT测试在更短的时间内被证明更敏感。
与FET测试相比，CAT版本具有一些优势，如表2所示。
总的来说，通过测试Lacchetti等人证明了本研究中使用的卷尾活性测试(CAT是一种检测潜在神经毒性的有效且快速的预警系统。
参考文献
Lacchetti, I, Christiano W., di Domenico K., Carere, M., Mancini, L. (2022). Coiling tail activity in zebrafish embryo: a protocol for an early warning system of neurotoxic substances. Fresenius Environ. Bulletin 31(08A/2022):8427-8434
关注诺达思公众号，联系我们获取更多产品信息及学术文章！
