24 июля 2018 г.
Здесь мы представляем протокол для изучения личиночной данио рерио и толстоголового гольян опорно-двигательной деятельности и photomotor реакции (PMR) с помощью автоматического отслеживания программного обеспечения. Когда включены в общей токсикологии bioassays, анализ этих поведений обеспечивают диагностический инструмент для изучения химические препараты. Этот Протокол описан с помощью кофеин, модель neurostimulant.
Модели рыб имеют множество преимуществ и впоследствии все чаще используются в биомедицинских науках. От разработки до открытия лекарств и токсикологических исследований. Поведение моделей рыб также все чаще используется в экологических и биомедицинских исследованиях.
Здесь особенно важно использовать многолетний опыт исследований в области водной токсикологии и поведенческой экологии для развития экологических биомедицинских наук. Наш метод может быть использован для понимания биоагрессивности химических веществ, а также преимуществ и опасностей, которые они могут представлять. Основным преимуществом этого протокола является то, что он обеспечивает чуткий и быстрый подход к диагностическому пониманию химических активностей, полезных для экологических и биомедицинских наук.
Применение этого метода призвано поддержать диагностику коммерческих биоавтивностей и поведенческих эффектов. В большинстве этих химических веществ часто отсутствует важная информация о токсичности. Тем не менее, его также можно применять для понимания воздействия других химических веществ, таких как фармацевтические препараты и пестициды.
Этот аспект важно учитывать, поскольку сравнительные данные по экологической фармакологии и токсикологии для промышленных соединений часто отсутствуют. В дополнение к измерению локомоторной активности личинок во время изменяющихся светлых и темных фотопериодов, этот протокол может быть использован для измерения фотомоторных реакций личинок. Которые эффективно исследуют величину разницы движений между переходами от светлого к темному и от темного к светлому.
Для начала растворите кофеин в восстановленной жесткой воде. Затем выполните серийные разведения для снижения уровня кофеина. Для приготовления отдельных экспонирующих камер налейте 20 миллилитров раствора в четыре стеклянных стакана по 100 миллилитров для рыбок данио
.Налейте 200 миллилитров раствора в три стеклянных стакана по 500 миллилитров для толстоголовых пескарей. Затем с помощью пипетки для переноса поместите 10 эмбрионов данио-рерио в возрасте от четырех до шести часов после оплодотворения в каждый из стаканов. С помощью модифицированной передаточной пипетки поместите в каждую из экспозиционных камер по 10 личинок толстоголового гольяна, достигших возраста в течение 24 часов после вылупления.
Поместите камеру данио-рерио и толстоголового гольяна в инкубатор. Через 96 часов загрузите отдельных рыб в отдельные лунки на 48 и 24 лунки. Поместите в камеру записи лунку с хотя бы одной личинкой рыбы.
Затем в программном обеспечении для отслеживания видео нажмите Протокол генерации файла. В поле подсчета местоположений диалогового окна введите количество отдельных скважин пластины скважины. И нажмите OK.At верхней части экрана, нажмите «Просмотр на весь экран».
Отображение вида с камеры сверху на пластину скважины. Затем нажмите на иконку областей рисования. Выберите значок круга в поле с надписями.
С помощью курсора очертите круглую область слежения за видео в верхнем левом углублении пластины. Выберите отметку в правом верхнем углу и обведите область просмотра в правом верхнем углублении. Затем выберите нижнюю отметку, чтобы обвести нижнюю правую лунку.
После определения областей слежения за скважиной нажмите кнопку «Построить», чтобы предложить программному обеспечению очертить области обзора оставшихся скважин. В области калибровки нажмите кнопку Нарисовать шкалу и нарисуйте горизонтальную линию поперек пластины. Как только линия будет нарисована, появится диалоговое окно с надписью «Калибровочное измерение».
Введите длину пластины лунки в это поле и нажмите OK. Нажмите «Применить» к группе в области калибровки. Чтобы выйти из диспетчера рисования, нажмите на значок областей рисования. Далее нажмите на иконку плитки.
С помощью курсора выделите все поля, которые появляются на экране просмотра так, чтобы каждое поле было зеленым. Нажмите «Просмотр» и перейдите на весь экран. Затем в поле порога обнаружения нажмите bkg и используйте панель настройки порога, чтобы установить порог обнаружения пикселей.
После выбора соответствующего порога нажмите кнопку Применить к группе. В поле с надписью порог движения введите желаемые параметры отслеживания скорости движения. После того, как параметры скорости установлены, нажмите «Применить к группе».
Далее нажмите «Параметры протокола» в выпадающем меню. В диалоговом окне выберите вкладку времени и введите время наблюдения и интегрирования. Нажмите OK и откройте диалоговое окно настроек светофорного драйвера, выбрав светошум из выпадающего меню параметров.
Установите светлый, темный, период, время и интенсивность света для каждого периода фотографии. Затем нажмите OK. Далее сохраните протокол наблюдения.
Сначала поместите планшет с экспериментальной рыбой в камеру регистрации поведения. Затем откройте ранее разработанный протокол отслеживания. В просмотрщике видеослежения убедитесь, что все личинки видны, что в каждой лунке присутствует только одна личинка и что лунки выровнены с определенными зонами наблюдения.
Далее нажмите на кнопку «Экспериментировать» и выполните задание. Укажите название и место сохранения данных. И нажмите на значок нескольких живых изображений, чтобы выделить все предопределенные области просмотра.
Наконец, закройте панель записывающей камеры и нажмите фон, а затем запустите на мониторе компьютера. После 96 часов воздействия кофеина у личинок толстоголового гольяна фотомоторная реакция была изменена кофеином в более низких концентрациях, чем у рыбок данио. Тем не менее, у рыбок данио было затронуто заметно большее количество конечных точек фотомотора.
Кроме того, светлая и темная локомоторная активность была проанализирована по трем пороговым значениям скорости для расстояния перемещения, количества движений и продолжительности движений. У обоих видов кофеин подавлял активность во всех значимых локомоторных конечных точках. При выполнении этой процедуры важно помнить о том, что поведенческие анализы должны быть связаны с узким определенным временным окном.
Потому что время суток может влиять на поведение личинок рыб. Следуя этой процедуре, методы могут быть применены к стандартизированным рекомендациям по другим химическим веществам, чтобы ответить на дополнительные вопросы, связанные с поведением рыб. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как наблюдать за поведением и фотомоторными реакциями моделей личинок рыб при проведении биотестов на токсичность с помощью стандартизированных рекомендаций, имеющих отношение к экологическим и биомедицинским наукам.
Не забывайте, что работа с определенными химическими веществами может быть опасной, поэтому обязательно надевайте соответствующие средства индивидуальной защиты при выполнении этого протокола.
В данной статье представлен протокол исследования локомоторной активности и фотомоторных реакций личинок zebrafish и жирноголового торопа с использованием программного обеспечения для автоматизированного трекинга. Метод направлен на совершенствование токсикологических биоанализов путем получения данных о химической биоактивности, что продемонстрировано на примере использования кофеина в качестве модельного нейростимулятора.
Данный протокол позволяет проводить быстрый поведенческий профилинг личинок рыб для оценки эффектов нейроактивных соединений, что способствует валидации мишеней на ранних этапах нейрофармакологии. Путем количественного определения фотомоторных и локомоторных реакций метод позволяет получить сведения о механизмах действия, что помогает снизить риски при разработке соединений, активных в ЦНС, перед началом тестирования на млекопитающих. Сравнительная чувствительность zebrafish и fathead minnows дает трансляционное преимущество для видоспецифичного поведенческого скрининга в экологическом и биомедицинском контекстах.
Данный метод интегрируется в рабочие процессы ранних этапов поиска лекарственных средств, обеспечивая проверку гипотез и идентификацию перспективных соединений посредством поведенческого фенотипирования личинок рыб, подвергнутых воздействию нейроактивных соединений.