在植入前阶段使用3D小鼠胚胎进行体外胚胎死亡性测试:与2D小鼠细胞培养和斑马鱼胚胎模型进行比较
Judith Wieloch1, Jordi Blanco2, Catrin Zordick1
1ZEBET and German Centre for the Protection of Laboratory Animals (Bf3R), German Federal Institute for Risk Assessment (BfR), Berlin 10589, Germany.
Reproductive toxicology (Elmsford, N.Y.)
|May 8, 2025
概括
一个新的3D小鼠胚胎模型有效地检测出化学化合物的早期胚胎致命性. 这种体外试验方法显示出减少发育和生殖毒性 (DART) 研究中的动物试验的希望.
科学领域:
- 毒理学 毒理学 毒理学
- 发展生物学 发展生物学
- 干细胞研究 干细胞研究
背景情况:
- 发育和生殖毒性 (DART) 研究传统上依赖于动物模型.
- 越来越需要可靠的体外替代品来减少动物使用.
- 胚胎模型为评估早期胚胎发育和毒性提供了一个潜在的解决方案.
研究的目的:
- 评估3D小鼠胚胎模型,以检测在植入前阶段的胚胎致死性.
- 为了比较这个3D模型与2D单种植和斑马鱼胚胎的有效性.
- 评估模型识别影响特定胚外结构的化合物的能力.
主要方法:
- 使用小鼠胚胎干细胞 (ESC),热囊细胞干细胞 (TSC) 和外胚胎内皮干细胞 (XENC) 创建了一个3D小鼠胚胎模型.
- 胚胎在48小时内暴露在7种已知的阳性或阴性化合物中,并在第4天进行体外分析.
- 对比分析包括单个细胞系和斑马鱼胚胎的二维单一培养.
- 评估的终点是代谢活性,形态发育和基因表达.
主要成果:
- 3D胚胎模型通过检测相关度的代谢活性显著降低,准确地识别了早期的直接胚胎杀伤性化合物.
- 该模型表明对具有对胚胎外结构具有特定不良影响的化合物的敏感性.
- 需要额外的终点,如基因表达和形态学,以检测对少数细胞类型的影响.
- 斑马鱼胚胎表现出低灵敏度,2D单一培养的特异性低于3D胚胎模型.
结论:
- 三维小鼠胚胎模型是一个敏感的工具,用于评估在植入前阶段的化学诱导胚胎死亡率.
- 这种体外模型与二维单一培养和斑马鱼胚胎相比显示出更高的特异性.
- 将2D和3D测试与特定终点相结合,可以提高对早期胚胎发育的化学影响的评估,从而有可能减少DART研究中的动物使用.
