Name: In vivo Phänotypisierung der dopaminergen Neurodegeneration bei Zebrafischlarven mittels Verhaltensanalyse und hochgehaltsbildender Bildgebung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-06-16T13:40:00.000+00:00
Duration: 8 min 13 s
Description: Erfahren Sie eine hochdurchsatzfähige Phänotypisierungspipeline zur Untersuchung dopaminerger Neurodegeneration bei Zebrafischlarven. Diese Methode ermöglicht die schnelle und skalierbare Screening von neuroprotektiven Verbindungen.

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	<li>Haynes, E. M., Ulland, T. K., Eliceiri, K. W. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+of+discovery:+the+role+of+imaging+established+and+emerging+non-mammalian+models+in+neuroscience.">A model of discovery: the role of imaging established and emerging non-mammalian models in neuroscience.</a> Front Mol Neurosci. 15, 867010 (2022).</li><li>Yang, W., Chen, X., Li, S., Li, X. J. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetically+modified+large+animal+models+for+investigating+neurodegenerative+diseases.">Genetically modified large animal models for investigating neurodegenerative diseases.</a> Cell Biosci. 11 (1), 218 (2021).</li><li>Dodiya, R., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish-based+Parkinson&#8217;s+disease+models:+unveiling+genetic+mechanisms+and+therapeutic+pathways.">Zebrafish-based Parkinson&#8217;s disease models: unveiling genetic mechanisms and therapeutic pathways.</a> CNS Neurol Disord Drug Targets. 24 (12), 900-920 (2025).</li><li>Wasel, O., Freeman, J. 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J. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+brain+organoids:+toward+mature+neural+circuitry+with+an+intact+cytoarchitecture.">Engineering brain organoids: toward mature neural circuitry with an intact cytoarchitecture.</a> Int J Stem Cells. 15 (1), 41-59 (2022).</li><li>Vandamme, T. 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W., Erfle, P., K&#x00F6;ster, R. W., Dietzel, A. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NeuroExaminer:+an+all-glass+microfluidic+device+for+whole-brain+in+vivo+imaging+in+zebrafish.">NeuroExaminer: an all-glass microfluidic device for whole-brain in vivo imaging in zebrafish.</a> Commun Biol. 3 (1), 311 (2020).</li><li>Panier, T., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+functional+imaging+of+multiple+brain+regions+in+intact+zebrafish+larvae+using+selective+plane+illumination+microscopy.">Fast functional imaging of multiple brain regions in intact zebrafish larvae using selective plane illumination microscopy.</a> Front Neural Circuits. 7, 65 (2013).</li><li>Noda, S., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aging-related+motor+function+and+dopaminergic+neuronal+loss+in+C57BL/6+mice.">Aging-related motor function and dopaminergic neuronal loss in C57BL/6 mice.</a> Mol Brain. 13 (1), 46 (2020).</li><li>Godoy, R., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemogenetic+ablation+of+dopaminergic+neurons+leads+to+transient+locomotor+impairments+in+zebrafish+larvae.">Chemogenetic ablation of dopaminergic neurons leads to transient locomotor impairments in zebrafish larvae.</a> J Neurochem. 135 (2), 249-260 (2015).</li><li>Schallert, T., Tillerson, J. L. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intervention+strategies+for+degeneration+of+dopamine+neurons+in+parkinsonism:+optimizing+behavioral+assessment+of+outcome.">Intervention strategies for degeneration of dopamine neurons in parkinsonism: optimizing behavioral assessment of outcome.</a> Cent Nerv Syst Dis. , 131-151 (2000).</li><li>Westerfield, M. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The zebrafish book: a guide for the laboratory use of zebrafish (Danio rerio). , (2007).</li><li>Avdesh, A., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regular+care+and+maintenance+of+a+zebrafish+(Danio+rerio)+laboratory:+an+introduction.">Regular care and maintenance of a zebrafish (Danio rerio) laboratory: an introduction.</a> J Vis Exp. (69), e4196 (2012).</li><li>Nipu, N., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methylene+blue+at+recommended+concentrations+alters+metabolism+in+early+zebrafish+development.">Methylene blue at recommended concentrations alters metabolism in early zebrafish development.</a> Commun Biol. 8 (1), 120 (2025).</li><li>Ohnesorge, N., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+the+effect+of+tricaine+(MS-222)-induced+anesthesia+on+brain-wide+neuronal+activity+of+zebrafish+larvae.">Assessment of the effect of tricaine (MS-222)-induced anesthesia on brain-wide neuronal activity of zebrafish larvae.</a> Front Neurosci. 18, 1456322 (2024).</li><li>Schroeder, A. B., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ImageJ+ecosystem:+open-source+software+for+image+visualization,+processing,+and+analysis.">The ImageJ ecosystem: open-source software for image visualization, processing, and analysis.</a> Protein Sci. 30 (1), 234-249 (2021).</li><li>Stirling, D. R., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CellProfiler+4:+improvements+in+speed,+utility+and+usability.">CellProfiler 4: improvements in speed, utility and usability.</a> BMC Bioinformatics. 22 (1), 433 (2021).</li><li>Kim, G. H. J., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+zebrafish+screen+reveals+renin-angiotensin+system+inhibitors+as+neuroprotective+via+mitochondrial+restoration+in+dopamine+neurons.">A zebrafish screen reveals renin-angiotensin system inhibitors as neuroprotective via mitochondrial restoration in dopamine neurons.</a> eLife. 10, (2021).</li><li>Kim, G. H. J., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+dopamine+neuron+imaging-based+small+molecule+screen+identifies+novel+neuroprotective+compounds+and+targets.">In vivo dopamine neuron imaging-based small molecule screen identifies novel neuroprotective compounds and targets.</a> Front Pharmacol. 13, 837756 (2022).</li><li>Aponte, P. M., Gutierrez-Reinoso, M. A., Garcia-Herreros, M. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bridging+the+gap:+animal+models+in+next-generation+reproductive+technologies+for+male+fertility+preservation.">Bridging the gap: animal models in next-generation reproductive technologies for male fertility preservation.</a> Life (Basel). 14 (1), (2023).</li><li>Fen, W., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+for+cell-based+screening+methods+in+drug+discovery.">A review for cell-based screening methods in drug discovery.</a> Biophys Rep. 7 (6), 504-516 (2021).</li></ol>

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<table><tbody><tr><td>Adult zebrafish diet, 0.5 mm pellets</td><td>Zeigler</td><td>AH271</td><td>Verwendet zur Fütterung erwachsener Zebrafische während der routinemäßigen Haltung</td></tr><tr><td>Agarose, niedriger Schmelzpunkt (LMA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A9414-10G</td><td>Verwendet zur Einbettung von Larven in Vertiefungen für eine stabile Positionierung während der Bildgebung</td></tr><tr><td>Aluminiumfolie</td><td>ULINE</td><td>S-20197</td><td>Verwendet zum Schutz lichtempfindlicher Reagenzien wie MTZ während der Vorbereitung und Inkubation</td></tr><tr><td>CellProfiler</td><td>Broad Institute</td><td>RRID: SCR_007358</td><td>Verwendet für optionale automatisierte Fluoreszenzbildanalyse</td></tr><tr><td>Konische Röhrchen, 15 mL</td><td>Corning</td><td>352097</td><td>Verwendet zur Reagenzvorbereitung und Probenhandhabung</td></tr><tr><td>Konische Röhrchen, 50 mL</td><td>Corning</td><td>352070</td><td>Verwendet zur Reagenzvorbereitung und Lösungslagerung</td></tr><tr><td>Kreuzungstanks (1,0 L)</td><td>Aquaneering</td><td>ZHCT100</td><td>Verwendet für kontrollierte Zebrafischzucht und Embryosammlung</td></tr><tr><td>Danio rerio (AB Wildtyp)</td><td>&mdash;</td><td>&mdash;</td><td>Nicht-transgene Kontrolllinie, die zur Validierung der Spezifität nitroreduktaseabhängiger Effekte verwendet wird</td></tr><tr><td>Danio rerio (Tg(th:Gal4; UAS:NTR-mCherry))</td><td>&mdash;</td><td>&mdash;</td><td>Transgene Zebrafischlinie, die Nitroreduktase-mCherry in dopaminergen Neuronen für gezielte chemogenetische Ablation exprimiert</td></tr><tr><td>Dimethylsulfoxid (DMSO), wasserfrei (&ge;99,9%)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>472301-500ML</td><td>Lösungsmittel für PTU, MTZ und Screeningverbindungen</td></tr><tr><td>EthoVision XT</td><td>Noldus</td><td>RRID: SCR_000441</td><td>Verhaltensverfolgungssoftware zur Quantifizierung der larvalen Lokomotion</td></tr><tr><td>Fiji (ImageJ)</td><td>NIH</td><td>RRID: SCR_003070</td><td>Bildanalysesoftware zur Fluoreszenzquantifizierung</td></tr><tr><td>Feinspitzen-Pinzette oder 0,25 mm-Sonde</td><td>World Precision Instruments</td><td>WPI0118</td><td>Verwendet, um Larven während der Agarose-Einbettung zu orientieren</td></tr><tr><td>Fluoreszenzmikroskop</td><td>Zeiss</td><td>11845460</td><td>Verwendet zur Bildgebung dopaminerger Neuronen durch mCherry-Fluoreszenz</td></tr><tr><td>Gemma Micro 150 ZF (Jugenddiät, 100&ndash;200 &mu;m)</td><td>Skretting</td><td>10818945</td><td>Verwendet zur Fütterung juveniler Zebrafische</td></tr><tr><td>Gemma Micro 75 ZF (Larven-Diät, 50&ndash;100 &mu;m)</td><td>Skretting</td><td>10818935</td><td>Verwendet zur Fütterung larvaler Zebrafische</td></tr><tr><td>GraphPad Prism</td><td>GraphPad</td><td>RRID: SCR_002798</td><td>Statistische Analysesoftware zur Datenanalyse und zum Plotten</td></tr><tr><td>Wärmeblock (42&deg;C und 70&deg;C fähig)</td><td>Thermo Fisher</td><td>88870001</td><td>Verwendet zum Schmelzen und Halten von Agarose bei kontrollierten Temperaturen</td></tr><tr><td>Hochauflösende Kamera (kompatible Oberseitenmontage)</td><td>Basler</td><td>88-327</td><td>Verwendet zur Aufzeichnung der larvalen Lokomotoraktivität</td></tr><tr><td>Salzsäure (HCl), 0,1 M</td><td>Fisher Scientific</td><td>SA48-500</td><td>Verwendet zum Einstellen des pH-Werts während der Tricain-Vorbereitung</td></tr><tr><td>Inkubator (28,5&deg;C, 14 h Licht:10 h Dunkelphotoperiode)</td><td>Millipore</td><td>Z763314</td><td>Haltet kontrollierte Umgebungsbedingungen für die Zebrafischentwicklung aufrecht</td></tr><tr><td>Instant Ocean Meersalz</td><td>Instant Ocean</td><td>SS15-10</td><td>Verwendet zur Zubereitung von blauem Eierwasser (BEW)</td></tr><tr><td>Lichtdiffusorfolie (oder gleichwertig)</td><td>Edmund Optics</td><td>27-103</td><td>Verwendet, um gleichmäßiges Licht zu liefern und Blendung während der Verhaltensaufzeichnung zu minimieren</td></tr><tr><td>Lichtpad</td><td>Lightcraft</td><td>LC2004LED</td><td>Sorgt für Bodenbeleuchtung während der Lokomotorverfolgung</td></tr><tr><td>Metronidazol (MTZ)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M3761-100G</td><td>Verwendet für chemogenetische Ablation dopaminerger Neuronen</td></tr><tr><td>Methylenblau, 1% wässrige Lösung</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M9140</td><td>Zum BEW hinzugefügt, um mikrobielle Vermehrung in Embryonen zu verhindern</td></tr><tr><td>Mikrozentrifugenröhrchen, 1,5 mL</td><td>Eppendorf</td><td>22363204</td><td>Verwendet für Reagenzaufteilung und -lagerung</td></tr><tr><td>Mikropipette, P200</td><td>Gilson</td><td>FP10005S</td><td>Verwendet für den Umgang mit Larven und die Herstellung von Lösungen</td></tr><tr><td>Petrischalen, 100 mm</td><td>Corning</td><td>CLS430167</td><td>Verwendet für Embryosammlung und Inkubation</td></tr><tr><td>Pipettenspitzen, 200 &mu;L</td><td>RAININ</td><td>30389188</td><td>Verwendet mit Mikropipetten für Flüssigkeitshandhabung und Larventransfer</td></tr><tr><td>Natriumchlorid (NaCl), &ge;99,0%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9888-500G</td><td>Verwendet zur Herstellung von Puffer und wässrigen Lösungen</td></tr><tr><td>Natriumhydroxid (NaOH), 0,1 M</td><td>Fisher Scientific</td><td>SS256-500</td><td>Verwendet zum Einstellen des pH-Werts während der Tricain-Vorbereitung</td></tr><tr><td>Stereomikroskop</td><td>Nikon</td><td>SMZ-745</td><td>Verwendet für larvale Manipulation und Orientierung während der Einbettung</td></tr><tr><td>Temperaturkontrollierte Heizmatte (25&deg;C&ndash;28&deg;C)</td><td>Vivosun</td><td>V-SHMDT</td><td>Hält eine stabile Temperatur während der Verhaltensaufzeichnung aufrecht</td></tr><tr><td>Tricain-methansulfonat (MS-222)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E10521-10G</td><td>Verwendet als Anästhetikum für Zebrafischlarven</td></tr><tr><td>Tris-Base</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP152-1</td><td>Verwendet bei der Zubereitung der gepufferten Tricain-Lösung</td></tr><tr><td>Wasseraufbereitungssystem</td><td>Millipore</td><td>ZIQ7003T0</td><td>Verwendet zur Erzeugung von deionisiertem Wasser für die Lösungsvorbereitung</td></tr><tr><td>Zebrafisch-Haltebecken</td><td>Aquaneering</td><td>ZS560</td><td>Verwendet zur Aufrechterhaltung von adulten Zebrafischpopulationen</td></tr><tr><td>1-Phenyl-2-thioharnstoff (PTU)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P7629-10G</td><td>Verwendet zur Hemmung der Melanogenese und Aufrechterhaltung der optischen Transparenz</td></tr><tr><td>6-Well-Platte, flachboden</td><td>Corning</td><td>07-200-83</td><td>Verwendet für locomotorische Verhaltenstests</td></tr><tr><td>96-Well-Platte, flachboden</td><td>Greiner Bio-One</td><td>655096</td><td>Verwendet für Hochdurchsatz-Bildgebung und Screening-Tests</td></tr></tbody></table>
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in vivo phänotypisierung der dopaminergen neurodegeneration bei zebrafischlarven mittels verhaltensanalyse und hochgehaltsbildender bildgebung

In Vivo Phenotyping of Dopaminergic Neurodegeneration in Zebrafish Larvae Using Behavioral Analysis and High-Content Imaging

In vivo Phänotypisierung der dopaminergen Neurodegeneration bei Zebrafischlarven mittels Verhaltensanalyse und hochgehaltsbildender Bildgebung

Drug discovery research in neurodegeneration is constrained by the high cost and low throughput of traditional mammalian models. This bottleneck is ...

Unsere Forschung untersucht den degenerativen Verlust dopaminerger Neuronen bei der Parkinson-Krankheit und screenet nach neuartigen neuroprotektiven Substanzen. Die Forschungslücke, die unser Forschungsprotokoll schließt, liegt darin, dass es genau zwischen den traditionellen, nicht kontextuellen zellbasierten Modellen und den langsamen, auf Nagern basierenden Modellen angesiedelt ist. Unser Zebrafisch-Modell bietet eine sehr schnelle und skalierbare Möglichkeit, diese äußerst anspruchsvolle Arzneimittelsuche bei neurodegenerativen Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit voranzutreiben.Überführen Sie zunächst das Beckenwasser mit homozygoten transgenen Zebrafischembryonen durch einen 400-Mikrometer-Maschenfilter. Kultivieren Sie diese in einer 100-Milliliter-Petri-Schale mit 30 Milliliter blauem Ei-Wasser (BEW, engl. Blue Egg Water) bei 28,5 °C unter einem 14-Stunden-Licht- und 10-Stunden-Dunkelrhythmus. 24 bis 36 Stunden nach der Befruchtung bereiten Sie eine Mischung aus BEW und 60 Mikrolitern 1-Phenyl-2-thioharnstoff (PTU) mit einer Endkonzentration von 200 µM vor. Überführen Sie die Embryonen in diese Mischung, um die Transparenz der Larven zu erhalten. Drei Tage nach der Bef

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Unser Labor eine neuartige automatisiertes Hochdurchsatz-Bildgebungssystem, die nützlich für die Detektion von verschiedenen Verhaltensweisen in 7 Tage alten Larven Zebrafisch ist. Das System kann zum Erfassen geringfügige Änderungen im Verhalten nach der Larven für Umweltgifte oder Arzneimitteln ausgesetzt wurden verwendet werden.

Automatisierte Hochdurchsatz-Analysen in Behavioral Zebrafischlarven

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In vivo Bildgebung von vollaktivem Hirngewebe bei wachen Zebrafischlarven und Jungtieren durch Schädel- und Hautentfernung

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Lokomotorische Bewertung des 6-Hydroxydopamin-induzierten adulten Zebrafisch-basierten Parkinson-Modells

Hier wird ein Protokoll für die in vivo Ganzhirnbildgebung von Zebrafischlarven mittels dreidimensionaler Fluoreszenzmikroskopie vorgestellt. Das experimentelle Verfahren umfasst die Probenvorbereitung, die Bildaufnahme und die Visualisierung.

Im lebenden Organismus Ganzhirnbildgebung von Zebrafischlarven mittels dreidimensionaler Fluoreszenzmikroskopie

Hier stellen wir ein detailliertes Protokoll vor, um die neuronale Aktivität in Gehirnregionen transgener Zebrafische, die GCaMP-Kalziumindikatoren exprimieren, mittels konfokaler Mikroskopie zu untersuchen.

Im lebenden Organismus Konfokale Fluoreszenzbildgebung der durch sensorische Stimulation induzierten neuronalen Aktivität bei teilweise gefesselten Zebrafischlarven

Dieses Protokoll etabliert ein verhaltensbezogenes Phänotypisierungsparadigma bei mit MPTP behandelten Zebrafischlarven, um Parkinson-ähnliche motorische und nicht-motorische Defizite zu bewerten.

Phänotypisches Profilieren von MPTP-induzierten, Parkinson-ähnlichen Verhaltensphänotypen bei Zebrafischlarven basierend auf Verhaltensexperimenten

Erfahren Sie eine hochdurchsatzfähige Phänotypisierungspipeline zur Untersuchung dopaminerger Neurodegeneration bei Zebrafischlarven. Diese Methode ermöglicht die schnelle und skalierbare Screening von neuroprotektiven Verbindungen.

In vivo Phänotypisierung der dopaminergen Neurodegeneration bei Zebrafischlarven mittels Verhaltensanalyse und hochgehaltsbildender Bildgebung (Video) | JoVE Journal

In vivo Phänotypisierung der dopaminergen Neurodegeneration bei Zebrafischlarven mittels Verhaltensanalyse und hochgehaltsbildender Bildgebung

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