FDA高度評價(jià)線蟲運(yùn)動檢測器快速測量發(fā)育神經(jīng)毒理

瀏覽次數(shù)：6272　發(fā)布日期：2018-12-6　來源：本站　本站原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請注明出處

美國FDA推薦線蟲發(fā)育和活力測試新方案

—— 簡化發(fā)育神經(jīng)毒性測試評估過程

據(jù)估計(jì)，人類經(jīng)常接觸的合成化學(xué)試劑約有10萬種。然而僅有約10%的試劑，被測試過是否會對人產(chǎn)生發(fā)育神經(jīng)毒性，這給人類食品，環(huán)境及衛(wèi)生安全等帶來嚴(yán)重威脅。為了確保公共安全，能夠快速，簡單，有效評估發(fā)育神經(jīng)毒性的方法亟待建立。

傳統(tǒng)的發(fā)育神經(jīng)毒性評估方法，通常消耗大量時(shí)間，資源和實(shí)驗(yàn)動物，導(dǎo)致僅僅一小部分試劑被測試評估過，是否會對哺乳動物產(chǎn)生潛在的神經(jīng)毒性。秀麗線蟲因其代謝特征以及神經(jīng)信號傳遞方式與哺乳動物高度保守類似，加上其個(gè)體小而簡單，容易操作等，現(xiàn)已成為理想的發(fā)育神經(jīng)毒性研究模型，并且很容易建立中高通量的評估體系。

近日美國FDA Piper Reid Hunt等人發(fā)表研究文章，利用秀麗線蟲，極具創(chuàng)新性地借助Phylum Tech公司的WMicroTracker™ (WMT) 線蟲活力測定系統(tǒng)，巧妙地建立一種新型線蟲發(fā)育和活力測試系統(tǒng)（wDAT），該系統(tǒng)系首次實(shí)現(xiàn)同時(shí)測定神經(jīng)毒性和發(fā)育遲緩性（圖1）。同時(shí)，該研究也詳細(xì)探討了Union Biometrica公司的COAPS線蟲分析分選系統(tǒng)，在測定神經(jīng)毒性和發(fā)育遲緩性方面的特點(diǎn)（圖2）。雖然COAPS系統(tǒng)在分析線蟲方面有自有特色優(yōu)勢，如速度快，通量高，參數(shù)多，可分選等，但wDAT成本更低，操作更簡單，檢測發(fā)育遲緩性靈敏度更高，也可在檢測發(fā)育遲緩性的同時(shí)，準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地監(jiān)測反應(yīng)線蟲不同發(fā)育時(shí)期的活力大小。wDAT新系統(tǒng)，如同秀麗線蟲一樣，個(gè)頭小，用途大，如此最佳伴侶，將為更多哺乳動物發(fā)育神經(jīng)毒性藥物測試評估，提供更多應(yīng)用價(jià)值。

圖1，線蟲發(fā)育階段評估和活力測試。利用WMT測得相對活力值，可準(zhǔn)確評估線蟲發(fā)育階段和相對活性。如圖，波峰反應(yīng)線蟲的四個(gè)幼蟲及成蟲期，波谷反應(yīng)靜止休眠和角質(zhì)層脫落期�？v坐標(biāo)越大代表活力越高，橫坐標(biāo)線蟲發(fā)育階段出現(xiàn)的越晚，代表發(fā)育越遲緩。

圖2，線蟲生長速度評估。利用COPAS系統(tǒng)可快速,高通量,多參數(shù)評估不同藥物試劑等處理對線蟲的發(fā)育神經(jīng)毒性。圖中TOF為反應(yīng)線蟲大小的指標(biāo)，EXT為反應(yīng)線蟲光密度的指標(biāo)，此外COAPS還可提供多色熒光等多參數(shù)信息，可進(jìn)行線蟲分選，為基因修飾背景下的線蟲發(fā)育神經(jīng)毒性評估提供最佳解決方案。

COAPS線蟲分析分選系統(tǒng)

COPAS FP™大顆粒流式細(xì)胞儀,用于活性多細(xì)胞組織、細(xì)胞團(tuán)塊和20-1500微米物體的自動分析和篩選的流式細(xì)胞儀。

傳統(tǒng)流式細(xì)胞儀可很好地用于分析，部分可用于篩選，但僅限于單細(xì)胞。過去科學(xué)家們對于大顆粒樣本的研究只能用手工的方式在顯微鏡下進(jìn)行，工作繁瑣、容易出錯(cuò)且通量很低。因此大顆粒樣本的高通量篩選技術(shù)必不可少。

從1998年開始，科學(xué)家們開始用Union Biometrica公司的COPAS™系列儀器進(jìn)行大顆粒樣本或?qū)τ趥鹘y(tǒng)流式細(xì)胞儀來說比較脆弱的樣本的分析和篩選。COPAS™系統(tǒng)工作于相對較低的壓力下，且使用合適的、溫和的空氣分流器用于篩選。COPAS™系列配置不同的固定大小的流動室，分別有250µm、500µm、1000µm和2000µm。

BioSorter®儀器標(biāo)配了FluoPilot™軟件，滿足現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室對于更高規(guī)格儀器性能功能的要求，包括超強(qiáng)的儀器性能、最大的使用靈活性、易用性以及高通量篩選等。

得益于可更換的FOCA（液流和光學(xué)核心組件），COPAS™可在4個(gè)不同型號間進(jìn)行切換，從而可應(yīng)用于10-1500µm直徑樣品的研究。這一設(shè)備的應(yīng)用靈活性可滿足于不同實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用共享或重視實(shí)驗(yàn)室的需求。

如果您從事多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的研究，必然清楚一旦多個(gè)細(xì)胞形成團(tuán)簇，細(xì)胞間將建立聯(lián)系且其性狀與單獨(dú)存在的細(xì)胞有明細(xì)差別。BioSorter大顆粒流式細(xì)胞儀可實(shí)現(xiàn)對組織、腫瘤或器官中細(xì)胞間相互作用的研究，而無需分散細(xì)胞團(tuán)塊以能用在傳統(tǒng)流式細(xì)胞儀上�；蛘吣鷱氖履Ｊ缴锏难芯浚褂肂ioSorter代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工篩選技術(shù)，將帶來更快、更靈敏、重復(fù)性更好、自動化的溫和、高通量篩選。

WMicroTracker™ (WMT) 線蟲活力測定系統(tǒng)

Wmicrotracker ONE
為測試培養(yǎng)于液體中的小模式動物而優(yōu)化設(shè)計(jì)，可檢測96或384孔板。已成功證明了可應(yīng)用于例如線蟲（C.elegans）、斑馬魚幼蟲（Zebrafish larvae）和其它昆蟲幼蟲（insects larvae）。

Wmicrotracker ARENA
為測試培養(yǎng)于瓊脂或液體中的小模式動物而優(yōu)化設(shè)計(jì)，可兼容6、12、24、48、96和384孔板。

應(yīng)用

WMicrotracker能夠自動量化小模式動物的行為活動�？捎糜谶M(jìn)行化合物篩選、RNAi/嗎啉試驗(yàn)、轉(zhuǎn)基因試驗(yàn)、長周期測試或自定義實(shí)驗(yàn)；毒性測試、麻痹試驗(yàn)、代謝試驗(yàn)、疾病模型、突觸調(diào)節(jié)器、抗逆性、健康期（衰老）、趨化性、卵孵化。

參考資料

Hunt P R, Olejnik N, Bailey K D, et al. C. elegans Development and Activity Test detects mammalian developmental neurotoxins[J]. Food and Chemical Toxicology, 2018.

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