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형태 측정 분석: 제브라피시에서 두개안면 형태 정량화를 위한 분석 소프트웨어 툴박스

DOI:

10.3791/70345

⸱

February 27th, 2026

 ,  ,  , 
1Department of Biochemistry and Molecular Genetics, Alcohol Research Center, University of Louisville, 2Department of Pediatrics, Section of Developmental Biology, University of Colorado School of Medicine, Anschutz Medical Campus

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 연구는 무료 소프트웨어(tpsDigs2, MorphoJ, PAST)를 사용하여 제브라피시 유생의 얼굴 구조 변화를 측정하기 위한 두개안면 연골 형태를 정량화하는 프로토콜을 설명합니다.

Abstract

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태아 알코올 스펙트럼 장애(FASD)는 태아 에탄올 노출로 인해 발생하는 다양한 신체적, 인지적, 행동적 장애가 특징이며, 얼굴 골격에 영향을 미치는 장애도 포함됩니다. 에탄올 민감성 유전좌위는 FASD의 높은 변이성을 유발하여 얼굴형 분석을 복잡하게 만듭니다. 우리는 이전에 제브라피시의 유전자-에탄올 상호작용을 통해 얼굴 형태의 이러한 변화를 분석할 수 있음을 보여준 바 있습니다. 제브라피시는 여러 이유로 이 변이를 분석하기에 이상적인 모델입니다; (i) 유전자의 70%가 인간과 제브라피시 사이의 직조 유전자이며; (ii) 외부 비료를 통해 연구자들이 에탄올 처리의 시기와 용량을 제어할 수 있습니다; (iii) 얼굴 골격 구조는 척추동물과 함께 보존되어 있습니다; (iv) 반투명한 유충은 발달 중 두개안면 골격 구조의 변화를 직접 관찰할 수 있게 합니다. 그러나 두개안면 골격의 형태를 분석하는 것은 단순한 선형 측정만으로는 전체 형태 변화를 포착하지 못해 완전히 평가하기 어려울 수 있습니다. 또한 머리 크기 변화는 데이터 해석을 복잡하게 만들 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 우리는 형태측정학적 접근법을 수행하여, 무료 소프트웨어, tpsDigs2, MorphoJ, PAST를 통해 주성분 분석을 통해 전체 얼굴 형태를 분석했습니다. 이 소프트웨어의 조합은 전체 얼굴 형태를 쌍으로 비교할 수 있게 합니다. 여기서는 이 프로그램을 활용해 에탄올 처리된 제브라피시 돌연변이의 얼굴 형태에 대한 접근법과 분석을 개괄하여 일련의 보완적 다변량 통계 분석을 수행했습니다.

Introduction

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태아 알코올 스펙트럼 장애(FASD)는 행동, 신경학적, 신체적 결함을 포함한 광범위한 발달 결함으로 특징지어집니다 1,2. 이러한 신체적 결손에는 턱 저형성 3,4,5,6과 같은 두개안면 결손도 포함됩니다. 에탄올 노출의 시기와 용량이 FASD의 복잡한 병인에 기여하지만, 유전적 기여도 FASD 병인 에 중요한 역할을 합니다 6,7,8,9,10,11,12. 이러한 요인들이 결합되어 인간 ....

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Protocol

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이 절차에 사용된 모든 제브라피시 유충은 루이빌 대학교에서 승인한 IACUC 프로토콜에 따라 사육 및 번식되었다23.

참고: 이 연구에는 제브라피시 계통 bmp7aty68a24 와 야생형 형제(모두 AB 배경에 속함)이 사용되었으며, 성체 어류는 28.5°C에서 14/10시간 빛/어둠 주기로 유지되었습니다. 원하는 실험 결과에 맞는 선을 사용하세요. 역삼투압으로 멸균된 물을 사용하세요. 생물학적 변수로서의 성별은 연구 중인 발달 단계에는 적용되지 않는데, 제브라피시는 수정(dpf)25 후 모든 분석 후 약 20-25일 후에 처음 발견됩니다.

1. 에탄올 처리

  1. 이형접합 교배에서 난자를 채취하여 배아를 형태학적으로 단계별로 진행합니다.
  2. 배아를 100개 단위의 샘플 그룹으로 분류하고, 28.5°C에서 원하는 발달 시점에 맞춰 배아를 키웁니다. 모든 그룹을 배아 배지 ....

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Results

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제브라피시에서 에탄올로 인한 얼굴 형태 변화를 규명하기 위해, 우리는 무료 소프트웨어 애플리케이션을 결합하여 얼굴 골격의 형태학적 데이터를 생성하고 정량화하였습니다. bmp7a 이형접합 성체 보인어의 배아를 생성하여 6-24 hpf 에탄올로 처리하였습니다. 이 교배 유충은 5 dpf에 고정되었고, 얼굴 연골은 알시안 블루로 염색되었다. 각 유전자형 및 처리 그룹의 각 유충에 대해 내장 두개액 이미지를 촬영하였다(그림 1A-D). 내장 두개골의 연골은 대표적인 이미지(그림 1E)로 표시되어 있습니다. 각 이미지에 랜드마크는 tpsDigs2를 사용해 배치하고 저장했습니다(대표 이미지, 그림 1E'). 이 '랜드마크 라벨링' 이미지 데이터셋.......

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Discussion

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FASD는 턱 저형성과 같은 두개안면 결손을 포함한 광범위한 발달 결함이 특징입니다. 제브라피시는 인간과의 유전적 보존, 높은 번식, 반투명한 유충, 외부 수정 덕분에 FASD의 강력한 모델입니다. 제브라피시는 수십 년간 두개안면 골격의 형성과 에탄올이 발달에 미치는 영향을 연구하는 데 사용되어 왔습니다 6,12,13,15,18,28,29. 최근 연구에서는 에탄올이 얼굴 발달에 미치는 영향을 탐구하고 있습니다. 이 작업의 핵심은 얼굴형에 대한 적절한 분석입.......

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Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자들은 공개할 것이 없습니다.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 글에서 제시된 연구는 국립보건원/국립알코올남용연구소(NIH/NIAAA)의 C.B.L.R01AA031043 지원금으로 지원받았습니다.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
tpsUtil, tpsDig2, MorphoJhttps://sbmorphometrics.org프리웨어 소프트웨어 - 다운로드를 위해 관리자 권한이 필요할 수 있습니다
과거https://www.nhm.uio.no/english/research/resources/past/프리웨어 소프트웨어 - 다운로드를 위해 관리자 권한이 필요할 수 있습니다
복합 밝시야 현미경올림포스BX53

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. May, P. A., Baete, A., Russo, J., et al. Prevalence and characteristics of fetal alcohol spectrum disorders. Pediatrics. 134 (5), 855-866 (2014).
  2. May, P. A., Gossage, J. P., Kalberg, W. O., et al. Prev....

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Morphometric AnalysisCraniofacial ShapeZebrafish ModelFetal Alcohol SpectrumLandmark Based MorphometricsPrincipal Component AnalysisProcrustes ANOVACanonical Variate AnalysisMultivariate AnalysisShape Quantification

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