Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Developmental Biology

Användning av anslags-framkallat svar och Locomotion Analyser för att bedöma muskel prestanda och funktion i Zebrafish

Published: October 31, 2016 doi: 10.3791/54431
* These authors contributed equally

Abstract

Zebrafisk muskelutveckling är mycket konserverad med däggdjurssystem gör dem en utmärkt modell för att studera muskelfunktion och sjukdom. Många myopatier påverkar skelettmuskelfunktion kan snabbt och enkelt bedömas i zebrafisk under de första dagarna av embryogenes. Av 24 timmar efter befruktning (HPF), vildtyp zebrafisk spontant kontrakt stjärtmusklerna och 48 HPF, zebrafisk uppvisar kontrollerad simning beteenden. Minskning av frekvensen av, eller andra förändringar i, kan dessa rörelser indikera en skelettmuskeldysfunktion. Att analysera simbeteende och bedöma muskelprestanda i början av zebrafisk utveckling använder vi både berörings framkallade fly respons och locomotion analyser.

Touch-framkallade utrymningssvarsanalyser kan användas för att bedöma muskel prestanda under kort burst rörelser till följd av sammandragning av snabba muskelfibrer. Som svar på en yttre stimulans, som i detta fall är en kran påhuvudet, vildtyp zebrafisk vid 2 dagar efter befruktning (dpf) uppvisar typiskt en kraftfull skur simma, tillsammans med skarpa svängar. Vår metod kvantifierar skelettmuskelfunktion genom mätning av den maximala accelerationen under en skur simning rörelse, accelerationen är direkt proportionell mot den kraft som alstras av muskelkontraktion.

Däremot är locomotion analyser under tidigt zebrafisk larvutveckling används för att bedöma muskelprestanda under ihållande perioder av muskelaktivitet. Med användning av ett system för spårning för att övervaka simbeteende, erhåller vi en automatiserad beräkning av frekvensen av aktivitet och avståndet i 6 dagar gamla zebrafisk, reflekterande av deras skelettmuskelfunktion. Mätningar av simning prestanda är värdefulla för fenotypisk bedömning av sjukdomsmodeller och high-throughput screening av mutationer eller kemiska behandlingar som påverkar skelettmuskelfunktion.

Introduction

Under det senaste årtiondet zebrafisk har blivit allt vanligare att studera muskel cellbiologi och sjukdom. Den snabba extern utveckling av zebrafisk embryo, i kombination med dess optiska klarhet, tillåter direkt visualisering av muskelbildning, tillväxt och funktion. Processen för muskelutveckling är mycket konserverad i zebrafisk och detta har gjort det möjligt för framgångsrik modellering av en rad olika muskelsjukdomar inklusive muskeldystrofier och medfödda myopatier 1-8. Detaljerad undersökning av zebrafisk modeller har inte bara gett nya insikter i patobiologi av dessa villkor, men också en plattform för testning av lämpliga terapier 6,9-13.

Analysen av zebrafisk modeller av muskelsjukdomar bygger på tillförlitliga och reproducerbara analyser för att mäta muskelprestation. Tidigare studier har framgångsrikt mäts den kraft genererande förmågan hos zebrafisk trunk muskeln i fisk mellan 3 och 7 dpf avelektriskt stimulera sammandragning av stillastående fisk ansluten till en kraft överföring systemet 14. Detta kan ge detaljerade mätningar av kraft, men är inte idealiska för högre genomströmning experiment och det finns fördelar med att mäta muskelprestation under simning. Vid 2 dpf zebrafisk muskler är fullt fungerande och fisken kan framkalla brast simning rörelser som svar på stimuli. Touch-framkalla flyktsvar analys används för att mäta acceleration under en skur simning rörelse, som kan användas som ett mått på sammandragande kraft.

En av de mest använda åtgärderna i muskelfunktion i myopati patienter är 6 min gångtest, som registrerar det totala avståndet gick på en hård plan yta 15,16. Vi har tillämpat en jämförbar test för att mäta muskelfunktion i 6 dpf zebrafisk larver, där vi övervakar det totala avståndet badat, och det totala antalet förflyttningar av varje larv under en 10-minutersperiod. Detta utförsmed hjälp av ett automatiserat system för spårning, som ger tillförlitliga och hög genomströmning mätningar av muskelprestanda. Båda muskeltester är mycket reproducerbar och har använts för att kvantifiera skillnaderna i muskel prestanda i zebrafisk myopati modeller 8.

Protocol

1. Tryck-framkallat svar analys

  1. Framställning av 2 dpf embryon för Touch-framkallade svar analys
    1. Se till att tiden på dagen då testet utförs är konsekvent mellan experiment eftersom aktivitet kan variera kraftigt under dagen 17,18.
      OBS: Experimentet ska utföras förblindade och ordning testa randomiserades för att minimera experimentella artefakter.
    2. Tilldela fisken stammar ett nummer, som är okänd för den enskilde som utför experimentet. Efter detta, med hjälp av fritt tillgängliga online-verktyg generera en slumpmässig lista som dikterar ordningen på testning.
    3. Minst en timme före testning, dechorionate embryon genom att slita ett hål i chorion och försiktigt dra chorion isär med hjälp av ett par fina pincett. Ta bort eventuellt skräp från petriskål innan han återvände till 28 ° C inkubator.
  2. Utföra Touch-framkallat svar analys
    1. värme staGE till 28 ° C åtminstone 15 minuter före start av testningen.
      OBS: Detta steg är temperaturreglerad och kommer att förbli vid 28   ° C under hela testningen. Temperaturen kommer att påverka verksamheten och det är därför viktigt att upprätthålla en konstant temperatur. Om en uppvärmd skede är inte tillgänglig då temperaturen i vattnet bör övervakas och alla försök bör genomföras vid samma temperatur.
    2. Placera en petriskål fylld med embryo medium (5 mM NaCl, 0,17 mm KCl, 0,33 mM CaCl2, 0,33 mM MgSO 4 i vatten) på en upplyst scen och montera höghastighetskamera över petriskål.
    3. Starta programmet videokamera inspelning (t.ex. Stream Pix 5, som beskrivs här) och under "arbetsytan" -fliken väljer 1000 ram per sekund (1000 fps) som infångningshastighet för att säkerställa att snabba simning verkan av fisk registreras.
    4. Att arbeta med ett embryo i taget, placera embryot i middenle av petriskål med zebrafisk syns tydligt i synfältet.
      OBS: Om embryot simmar bort före inledningen av experimentet ersätta det med ett, som återerövra och placering av embryot kan resultera i att det blir okänslig till stimulans och upprepade brast svar kan främja muskelsvaghet i vissa sjukdomsmodeller.
    5. Börja inspelningen genom att klicka på "record" knappen och leverera mechanosensory stimulans till embryot genom att trycka på den försiktigt med en trubbig nål på toppen av huvudet.
    6. Stoppa inspelningen efter embryot har simmat ut ur synfältet eller returneras till vila.
      OBS! Accelerationstoppar inom första 0,2 sek av brast flyktsvaret efter mekanisk stimulering. Därför se till att åtminstone under den första 0,2 sek av utrymnings svar inspelning fisken är i synfältet. Med hjälp av programvara som beskrivs i steg 1.2.3, kommer data automatiskt sparassom en avi videofil. Alternativ videoinspelning program som Free Video Capture eller Softonic, som båda är fritt tillgängliga för nedladdning, kan också användas.
    7. Återgå embryot till en ny petriskål och välja en annan embryo för att testa. Utföra tester på minst 15 fiskar.
  3. Kvantifiering av simbeteende
    1. För att kvantifiera simbeteende, starta programmet och välj "Single Larver Locomotion utan bakgrund subtraktion" modul för att öppna den sparade Avi videofilen.
    2. Använda "frihand" eller "polygon" verktyg från menyraden Välj delar av filmen som ska användas för analysen. Se till att regionen omfattar både den ursprungliga positionen av fisken och det område som fisken simmar in. Se till att sonden är utesluten från det område som skall analyseras. Programvaran kommer automatiskt att spåra banan för fisk inom ett specifikt område.
    3. För att utföra than analys, klicka på "experiment" från menyraden och välj "kör". När du uppmanas spara rådata analysregistret (.phr format) på önskad plats. När du har sparat, klicka på "start" för att påbörja analysen. Avsluta analysen genom att klicka på "stopp" under "experiment" rullgardinsmenyn. Ett fönster som innehåller resultaten visas.
    4. Bläddra åt höger för att få värdet "maximal acceleration". Om så önskas, exportera dessa data genom att stänga resultatfönstret och klicka på "export momentana resultat" knappen under "resultat" rullgardinsmenyn. Välj lämplig rådataanalys fil och klicka på öppna. En textfil som kan öppnas i ett kalkylprogram sparas i målmappen.
    5. Upprepa denna process för varje enskild fisk och genomsnittet för att få den genomsnittliga maximala acceleration för varje stam (se figur 1).
      OBS: Som ett alternativ till using programvaran som beskrivs här, kan liknande paket som fritt tillgängliga ImageJ programvara användas för att extrahera relevanta rörelsedata. 3D Partikel Tracker insticksprogrammet kan användas för att spåra simning banor.

2. Locomotion Assay - 10-min Swim Test

  1. Framställning av 6 dpf embryon för bad Analys
    1. Om så erfordras, sortera embryon under en nödvändig genotyp, t ex genom att undersöka uttryck av ett fluorescerande protein eller genom fenotyp, och placera i en separat petriskål (25-30 embryon per skål). Alternativt kan genotypen bestämmas efter genomförandet av rörelseanalys.
    2. Vid tre dpf, ompröva petriskålar och ta bort eventuella okläckta embryon och skräp. Återgå petriskålar till 28 ° C inkubator tills 6 dpf.
    3. Utför test av alla stammar mellan 09:00 och 12:00, vilket är den tidpunkt då zebrafisk larver är mest aktiva. Randomisera ordningen på testning och position i psen av vildtyp och muterade prover för att minimera effekterna av dygnsrytm skillnader och andra experimentella partiskhet.
      OBS: Det är viktigt att testtiden är konsekvent mellan experiment eftersom aktivitet kan variera kraftigt under hela dagen.
    4. Minst 30 minuter före testning, plats larver i en 48-brunnar med en larv per brunn. Efter överföring, fyll brunnarna så att vattenytan är strax under toppen av brunnen, vilket garanterar det inte finns några bubblor. Återgå tallrikar till 28 ° C inkubator.
    5. Ta plattorna ut ur inkubatorn och acklimatisera i ljuset i fem minuter före testning.
  2. Performing Locomotion Assay
    1. Placera 48-brunnar i inspelningen kammaren, som är utrustad med en infraröd kamera, fånga upp till 60 bilder / sekund, så att larverna kan detekteras i mörker. Kontrollera att alla brunnarna är placerade inuti den cirkulära rutnät på locomotion programvara och att alla larver är cleArly detekterbar.
    2. Starta programmet och välj "tracking" modul. Under "fil" klicka på "generera nya protokollet" och redigera antalet brunnar som används för experimentet. Ställ båda experiment varaktighet och integrationsperioden till 10 minuter genom att klicka på "parametrar" rullgardinsmenyn och välja "protokollparametrar" och därefter "tid" -fliken. På samma "protokollparametrar" dialogrutan klicka på fliken "alternativ" och se till att "Numeriscope" kryssrutan klickas varefter den "protokollparametrar" dialogruta kan stängas.
    3. För att ställa in inspelningsområdena markera hela nätet och dubbelklicka på en av brunnarna. Klicka på "dra områden" och dra runt det övre vänstra, övre högra och nedre vänstra brunnar och klicka på "bygga", som tillåter mjukvaran att automatiskt bestämma positionen för varje brunn. drar också i en skalabar och klicka på "tillämpas på gruppen". När de är färdiga, klicka på "rita områden" -knappen.
    4. Visuellt avgöra detekteringströskeln genom att skjuta "detekteringströskel" bar till en nivå vid vilken endast de fiskarnas rörelser är markerade med inga bakgrundssignaler.
      OBS! Detekteringströskeln varierar mellan stammar och därmed tröskelvärdena måste bestämmas när en ny stam testas. I presenterade representativa uppgifter en tröskel på 25 mm upptäckt / sek användes.
    5. Innan testning anger trösklar rörelse för detektering av inaktivitet, och små och stora rörelser.
      OBS: I presenterade representativa uppgifter inaktivitet tröskel på 6 mm / sek och en aktivitet brast tröskelvärde på 30 mm / sek användes. De tröskelvärden bestämma den minsta rörelse som ska betraktas som aktiv och den nivå som krävs för att betraktas som sprack aktivitet och möjliggöra klassificering av aktivitet i små (aktiv men under burst activiTy trösklar) och stora (större än tröskel brast aktivitet) rörelser. De tröskelvärden kan ändras beroende på aktiviteten hos den speciella fiskstammar som analyserats.
      OBS: Även om analysen kan utföras i antingen ljusa eller mörka förhållanden, har zebrafisk larver visat sig vara mer aktiv i mörker 18.
    6. Ställ in ljusintensiteten inuti kammaren för att vara på 0% genom att klicka på knappen "lätta körinställningar" under "parametrar" rullgardinsmenyn. På den resulterande dialogrutan, lägger de nödvändiga ljusinställningar.
      OBS: Ljusstyrkan inne i kammaren kan utlösas för att slå på och av under tiden tester för att stimulera larver aktivitet
    7. Stäng dörren till inspelningen kammaren och börja videoinspelning.
  3. Kvantifiering av simbeteende
    1. Efter experimentet är klar klickar du på "stop" under "experiment" rullgardinsmenyn. En dialog box med alla resultat visas.
    2. För att komma åt dessa resultat i Excel, klicka på "öppna innehåller mapp" och öppna Excel-fil som visas i den resulterande mappen. De viktigaste parametrarna är "smlct" (liten räkna rörelse), "larct" (stor räkning rörelse), "smldist" (totalt avstånd som fisken i små rörelser) och "lardist" (totalt avstånd som fisken i stora rörelser ).
      OBS: Efter inspelningen, programvaran återgår också ytterligare två utgångsfiler i form av en AVI-fil (innehållande en video av 10 min inspelning) och en .png-bildfil (innehållande en visuell representation av locomotion under 10- min experiment, se Figur 2).
    3. När locomotion värdena beräknas, spela AVI och .png-filer för att granska om locomotion beräknade värdena exakta avbildningar simning rörelser fisk (se figur3).
      OBS: Som ett alternativ till att använda programvaran som beskrivs här, kan paket som fritt tillgängliga ImageJ programvara kan användas för att spåra motoriskt beteende.

Representative Results

Beröring framkallat svar analys kan användas för att bestämma hastigheten och accelerationen av bass rörelser som är en proportionell mått på muskelkraft. Som svar på en mekanisk stimulering, till exempel en liten kran på huvudet 2 dpf vildtyp zebrafisk uppvisar en snabb simning åtgärder. Videor fångades och analyserades för två olika zebrafisk myopati modeller: Tg (ACTA1 D286G -eGFP), en modell av nemaline myopati som har visat sig ha en betydande muskelsvaghet, och en modell av Duchennes muskeldystrofi där svåra muskeldefekter har beskrivits vid 5 dpf 19,20. Bilder från en video av en typisk kontakt framkallade analysen visas i Figur 1A. Acceleration av zebrafisk undersöktes och befanns topp inom de första 0,2 sek av skur simning flyktsvar (Figur 1B). Denna topp maximala accelerationen ger ett mått som är proportionellt mot den kraft generating kapacitet skelettmuskulatur. De maximala accelerationsvärdena var i genomsnitt för att erhålla en genomsnittlig maximal värde acceleration (± standardfel av medelvärdet) för varje stam: Tg (ACTA1 D286G -eGFP): medelvärde = 276,0 ± 28,8 m / sek 2, n = 3 oberoende upprepade experiment innefattande 15 fiskar; vildtyp kontroll: medelvärde = 500,8 ± 50,28 m / sek 2, n = 3 oberoende upprepade experiment som omfattar 15 fiskar; dmd pc2 - / - mutant: medelvärde = 249,9 ± 19,1 m / sek 2, n = 3 oberoende upprepade experiment som omfattar 12-19 fiskar; DMD PC2 +/- heterozygoter: medelvärde = 235,9 ± 8,7 m / sek 2, n = 3 oberoende upprepade experiment som omfattar 16-27 fiskar; DMD pc2 + / + vildtyp homozygoter: medelvärde = 230,9 ± 8,7 m / s 2, n = 3 oberoende upprepade experiment innefattande 8-27 enskilda fiskar (Figur 1C). Som väntat, Tg (ACTA1 D286G -eGFP) fisk befanns ha en signifikant minskning av maximal acceleration indikerar minskad muskelfunktion, vilket är i linje med musmodeller och patientdata 8,21,22. DMD PC2 - / - mutant fisk visade dock ingen skillnad i maximal acceleration, vid två dpf, i överensstämmelse med upptäckten av muskeldefekter från 3 DPF 20 (figur 1D).

Locomotion utfördes vid 6 dpf att bestämma aktiviteten och avstånd simmat genom zebrafisk stammar som en indikation på muskelprestanda. Efter tester, var en schematisk bild av simning rörelser över tio minuter testperioden genereras med röda och gröna linjer som representerar perioder av långsam och snabb rörelse respektive och svarta linjer som representerar perioder av inaktivitet (Figur 2). Individuell vildtyp zebrafisk visa hög aktivitet med relativt inga perioder av inaktivitet som opposed till Tg (ACTA1 D286G -eGFP) fisk, som är mindre aktiva under testperioden (Figur 2B).

Den simbeteende kvantifierades genom medelvärdet av de enskilda värdena för antalet rörelser och avståndet simmat av varje fisk (Figur 3). Båda, Tg (ACTA1 D286G -eGFP) fisk (Figur 3A och 3B) och DMD pc2 - / - mutant fisk (Figur 3C och 3D) befanns ha en signifikant minskning av det genomsnittliga antalet rörelser och avstånd simmat jämfört med deras respektive kontroller: Tg (ACTA1 D286G -eGFP) fisk: medelantal rörelser = 94,3 ± 13,6, medelavståndet simmat = 112,9 ± 18,4 mm, n = 3 oberoende upprepade experiment som omfattar 45 fiskar; vild kontroller typ: medelantal rörelser = 177,4 ± 14,0, medelavståndet simmat = 300,2 ± 22,8 mm, n = 3 oberoende replicate experiment innefattande 45 fisk; dmd pc2 - / - mutant: medelantal rörelser = 163,3 ± 30,0, medelavståndet simmat: 298,4 ± 60,37 mm, n = 3 oberoende upprepade experiment som omfattar 12-20 fisk; dmd pc2 +/- heterozygoter: medelantalet rörelser = 362,3 ± 38,8, medelavståndet simmat: 660,3 ± 86.1mm n = 3 oberoende upprepade experiment som omfattar 17-27 fisk; DMD pc2 + / + vildtyp homozygoter: medelantal rörelser = 341,9 ± 91,6, medelavståndet simmat = 574,3 ± 170.9mm n = 3 oberoende upprepade experiment innefattande 8-25 fisk.

Figur 1
Figur 1:. Kvantifiering av berörings framkalla svar analys för 2 dpf zebrafisk embryon (A) Stillbilder av en styrzebrafisk under berörings framkalla analyser vid 2 dpf. (B) Accelerationsprofil för första 0,2 sek av enenda Tg (ACTA1 D286G -eGFP) (röd) och enda kontroll (blå) zebrafisk efter applicering av beröring stimulans. Den maximala accelerationen representeras av de streckade linjerna. (C, D) Kvantifiering av den maximala accelerationen (m / sek 2) som spelats in från beröringsframkallat svar analyserna enligt (C) Tg (ACTA1 D286G -eGFP) zebrafisk och (D) dmd PC2 - / - mutant fisk jämfört med kontrollzebrafisk vid 2 dpf. Felstaplar representerar ± SEM för 3 upprepade experiment * p <0,05. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 2
Figur 2:. Representation av locomotion analyser för zebrafisk embryon (A) zebrafisk embryon placeras i 48-brunnsplattor och förflyttning registreras ovanifrån med hjälp av en infraröd kamera. (B) Schematisk bild av zebrafisk rörelse under testperioden med röda linjer som visar snabba rörelser, gröna linjerna skildrar långsamma rörelser och svarta linjer som visar inaktivitet (som bestäms av detekteringströsklar införts i programmet). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3
Figur 3:. Kvantifiering av locomotion analyser för 6 dpf zebrafisk larver Kvantifiering av (A) antal rörelser och (B) tillryggalagd sträcka av Tg (ACTA1 D286G -eGFP) zebrafisk jämfört med kontrollzebrafisk på 6 dpf.Kvantifiering av (C) antal rörelser och (D) tillryggalagd sträcka av dmd PC2 - / - mutant fisk jämfört med kontrollzebrafisk på 6 dpf. Felstaplar representerar ± SEM för 3 upprepade experiment * p <0,05, ** p <0,01. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Discussion

Många olika djurmodeller, inklusive möss, hundar, zebrafisk, flugor och maskar har bidragit till vår förståelse av den genetiska och molekylära grunden för muskelsjukdomar, och bidragit till utveckling av terapeutiska strategier för att bekämpa dem. Zebrafisk har flera fördelar för studiet av muskelsjukdom. Zebrafisk ger en genetiskt manipulerbar system för bedömning av komplex muskel mönstring i en lämplig fysiologisk miljö, vilket inte är möjligt i in vitro odlingssystem. Till skillnad från andra ryggradsdjur djurmodeller, det stora antalet fiskar produceras, tillsammans med dess optiska klarhet, underlättar snabb, high-throughput in vivo kemisk och genetisk screening.

Här beskriver vi utvecklingen av zebrafisk rörelseanalyser för att ge en hög genomströmning och automatisk metod för att bedöma muskel prestanda under zebrafisk embryogenes. För båda analyserna måste det erkännas att dygnsrytmen ochyttre stimuli från omgivningen kommer att avsevärt påverka zebrafisk simbeteende 17,18. Upprepad testning av samma zebrafisk kommer också att leda till tillvänjning orsakar en minskning i svar på den taktila stimulus 23. Därför bör i syfte att uppnå reproducerbara resultat mellan experiment varje zebrafisk embryo endast provas en gång, den tid på dygnet och ljusförhållanden bör standardiseras, och vattentemperatur måste hårt reglerad.

Använda styr framkallade analys vid 2 dpf vi kan direkt mäta den maximala accelerationen av en skur simning handling, som är proportionell mot muskelstyrka. Tidigare tekniker i zebrafisk har undersökt muskelkraften genom att knyta båda ändarna av embryon till experimentell utrustning varefter muskelsammandragning stimuleras med hjälp av ett elektriskt fält och den kraft-genererande förmåga muskeln 14 mäts. Även denna metod mäter den kraft produktionskapacitet than larv muskel, inte mäta den faktiska kraft som genereras av larv muskler under simning. Vi utvecklade därför en metod för att indirekt bedöma den kraft som genereras under normal larver simning rörelse för att ge en övergripande mått på muskel hälsa. Videosystemet för höghastighetståg, som kan spela in enskilda zebrafisk rörelser på en bildhastighet på 1000 bilder / sek kan användas för att identifiera små men signifikanta skillnader i muskelfunktion, som inte är direkt urskiljbara med ögat. Det kommer att vara av intresse att se hur tidigare rapporterade förändringar i elektriskt stimulerad kraft generationens korrelerar med förändringar i simning prestanda.

Dessutom framkallat anslagskänslighet analyser kan också användas för att bedöma simning kinematik, såsom form och hastighet vågigt under simning motion 24, för att ge en kvantitativ mätning av motoriskt beteende.

På grund av den spontana rörelsen av zebrafish larver efter tre dpf var vi inte kunna utföra de berörings framkalla analyser för att mäta muskelfunktion. Omvänt, mätte vi muskel prestanda under en längre tid genom att bestämma avståndet simmat genom zebrafisk larver på 6 dpf. Detta test, även om ett indirekt mått på muskelfunktion, kan användas för att identifiera fisk som visar försämrad muskelprestanda 8 eller neurodegeneration 25,26. Detta test ger inte bara ett mått analogt med 6 min gångtest men är också lämplig för automatiserad hög genomströmning in vivo drog- eller mutagenes skärmar.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
21 G x 1' Blunt Needle Terumo/Admiral Medical Supplies TE2125
48-well plates Sigma M8937
90 mm Petri Dishes Pacific Laboratory Products PT S90001
High Speed Camera Baumer HXC20
http://www.randomization.com N/A Steps 1.1.2, 2.1.3
Incubator Thermoline Scientific TEI-43L
Plastic Pipette VWR 16001-188
StreamPix5 NorPix Step 1.2.3
Temperature Control Unit Viewpoint
Tweezers, style 8 ProSciTech T04-821
Zebrabox System Viewpoint
Zebralab Viewpoint Steps 1.3.1, 2.2.1

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bassett, D. I., Bryson-Richardson, R. J., Daggett, D. F., Gautier, P., Keenan, D. G., Currie, P. D. Dystrophin is required for the formation of stable muscle attachments in the zebrafish embryo. Development. 130 (23), 5851-5860 (2003).
  2. Gupta, V. A., Kawahara, G., et al. A splice site mutation in laminin-α2 results in a severe muscular dystrophy and growth abnormalities in zebrafish. PLoS ONE. 7 (8), e43794 (2012).
  3. Gupta, V., Kawahara, G., et al. The zebrafish dag1 mutant: a novel genetic model for dystroglycanopathies. Hum Mol Genet. 20 (9), 1712-1725 (2011).
  4. Kawahara, G., Karpf, J. A., Myers, J. A., Alexander, M. S., Guyon, J. R., Kunkel, L. M. Drug screening in a zebrafish model of Duchenne muscular dystrophy. Proc Natl Acad Sci. 108 (13), 5331-5336 (2011).
  5. Telfer, W. R., Nelson, D. D., Waugh, T., Brooks, S. V., Dowling, J. J. neb: a zebrafish model of nemaline myopathy due to nebulin mutation. Dis Model & Mech. 5 (3), 389-396 (2012).
  6. Ruparelia, A. A., Oorschot, V., Vaz, R., Ramm, G., Bryson-Richardson, R. J. Zebrafish models of BAG3 myofibrillar myopathy suggest a toxic gain of function leading to BAG3 insufficiency. Acta Neuropathol. 128 (6), 821-833 (2014).
  7. Sztal, T. E., Sonntag, C., Hall, T. E., Currie, P. D. Epistatic dissection of laminin-receptor interactions in dystrophic zebrafish muscle. Hum Mol Genet. 21 (21), 4718-4731 (2012).
  8. Sztal, T. E., Zhao, M., et al. Zebrafish models for nemaline myopathy reveal a spectrum of nemaline bodies contributing to reduced muscle function. Acta Neuropathol. 130 (3), 389-406 (2015).
  9. Pichler, F. B., Laurenson, S., Williams, L. C., Dodd, A., Copp, B. R., Love, D. R. Chemical discovery and global gene expression analysis in zebrafish. Nat Biotechnol. 21 (8), 879-883 (2003).
  10. Peterson, R. T., Shaw, S. Y., et al. Chemical suppression of a genetic mutation in a zebrafish model of aortic coarctation. Nat Biotechnol. 22 (5), 595-599 (2004).
  11. Kawahara, G., Serafini, P. R., Myers, J. A., Alexander, M. S., Kunkel, L. M. Characterization of zebrafish dysferlin by morpholino knockdown. Biochem Bioph Res Co. 413 (2), 358-363 (2011).
  12. Zon, L. I., Peterson, R. T. In vivo drug discovery in the zebrafish. Nat Rev Drug Discov. , (2005).
  13. Smith, L. L., Beggs, A. H., Gupta, V. A. Analysis of skeletal muscle defects in larval zebrafish by birefringence and touch-evoke escape response assays. J Vis Exp. (82), e50925 (2013).
  14. Sloboda, D. D., Claflin, D. R., Dowling, J. J., Brooks, S. V. Force measurement during contraction to assess muscle function in zebrafish larvae. J Vis Exp. (77), (2013).
  15. McDonald, C. M., Henricson, E. K., et al. The 6-minute walk test as a new outcome measure in Duchenne muscular dystrophy. Muscle Nerve. 41 (4), 500-510 (2010).
  16. McDonald, C. M., Henricson, E. K., et al. The 6-minute walk test and other clinical endpoints in duchenne muscular dystrophy: reliability, concurrent validity, and minimal clinically important differences from a multicenter study. Muscle Nerve. 48 (3), 357-368 (2013).
  17. Hurd, M. W., Debruyne, J., Straume, M., Cahill, G. M. Circadian rhythms of locomotor activity in zebrafish. Physiol Behav. 65 (3), 465-472 (1998).
  18. MacPhail, R. C., Brooks, J., Hunter, D. L., Padnos, B., Irons, T. D., Padilla, S. Locomotion in larval zebrafish: Influence of time of day, lighting and ethanol. Neurotoxicology. 30 (1), 52-58 (2009).
  19. Berger, J., Berger, S., Jacoby, A. S., Wilton, S. D., Currie, P. D. Evaluation of exon-skipping strategies for Duchenne muscular dystrophy utilizing dystrophin-deficient zebrafish. J Cell Mol Med. 15 (12), 2643-2651 (2011).
  20. Berger, J., Sztal, T., Currie, P. D. Quantification of birefringence readily measures the level of muscle damage in zebrafish. Biochem Bioph Res Co. 423 (4), 785-788 (2012).
  21. Ravenscroft, G., Jackaman, C., et al. Mouse models of dominant ACTA1 disease recapitulate human disease and provide insight into therapies. Brain. 134 (4), 1101-1115 (2011).
  22. Ravenscroft, G., Wilmshurst, J. M., et al. A novel ACTA1 mutation resulting in a severe congenital myopathy with nemaline bodies, intranuclear rods and type I fibre predominance. Neuromuscular Disord. 21 (1), 31-36 (2011).
  23. Wolman, M. A., Jain, R. A., Liss, L., Granato, M. Chemical modulation of memory formation in larval zebrafish. Proc Natl Acad Sci. 108 (37), 15468-15473 (2011).
  24. Müller, U. K., van Leeuwen, J. L. Swimming of larval zebrafish: ontogeny of body waves and implications for locomotory development. J Exp Biol. 207 (Pt 5), 853-868 (2004).
  25. Cheng, W., Tian, J., Burgunder, J. M., Hunziker, W., Eng, H. L. Myotonia congenita-associated mutations in chloride channel-1 affect zebrafish body wave swimming kinematics. PLoS ONE. 9 (8), e103445 (2014).
  26. Moggio, M., Colombo, I., et al. Mitochondrial disease heterogeneity: a prognostic challenge. Acta Myol. 33 (2), 86-93 (2014).

Tags

Utvecklingsbiologi zebrafisk muskel förflyttning myopati touch-framkalla rörelse simning
Användning av anslags-framkallat svar och Locomotion Analyser för att bedöma muskel prestanda och funktion i Zebrafish
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Sztal, T. E., Ruparelia, A. A.,More

Sztal, T. E., Ruparelia, A. A., Williams, C., Bryson-Richardson, R. J. Using Touch-evoked Response and Locomotion Assays to Assess Muscle Performance and Function in Zebrafish. J. Vis. Exp. (116), e54431, doi:10.3791/54431 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter