斑马鱼内生应激研究的行为方法

Summary

这份手稿描述了一种测量成年斑马鱼压力行为的简单方法。该方法利用了斑马鱼在压力状态下更喜欢鱼缸的下半部分的固有倾向。我们还描述了将检测与药理学结合的方法。

Abstract

适当地应对有压力的刺激是生物体生存所必需的。对广泛的与压力有关的疾病和精神障碍进行了广泛的研究, 但仍需进一步研究压力的遗传和神经元调节, 以开发更好的疗法。斑马鱼提供了一个强大的遗传模型来研究神经的基础的压力, 因为有大量的突变和转基因线的集合。此外, 药理可以很容易地应用于斑马鱼, 因为大多数药物可以直接添加到水中。我们在这里描述了使用 "新的坦克试验" 作为一种方法来研究斑马鱼的先天应激反应, 并演示如何使用该分析验证潜在的抗焦虑药物。该方法可以很容易地与携带基因突变的斑马鱼系, 或使用转基因方法操作精确神经电路的斑马鱼系结合在一起。该检测方法也可用于其他鱼类模型。总之, 所描述的协议应有助于其他实验室采用这种简单的检测方法。

Introduction

应激反应是潜在有害或厌恶性刺激所导致的行为和生理状态的改变。压力反应在整个动物王国是保守的, 对生物体的生存至关重要.几十年的研究极大地扩大了我们对压力状态背后的一些遗传和神经元机制的了解。今天, 大脑的区域, 如杏仁核和纹状体 2, 和遗传^因素,如促肾上腺皮质激素释放激素(crh), 糖皮质激素(gr) 和矿物皮质激素受体(先生) 已经被广泛研究了^3,4,5,6。尽管有这些重要发现, 但关于压力的遗传和神经元调节, 仍有许多未知数。因此, 许多与压力有关的疾病缺乏治疗方法。

遗传可修正的模型生物为研究行为的遗传和神经元控制提供了一个有用的工具。特别是鱼类模型的威力非常大: 它们是生成时间短的小生物, 在实验室环境中使用它们很容易, 它们的基因组很容易改变, 作为脊椎动物, 它们不仅具有遗传特性, 而且还具有神经解剖性同源与他们的哺乳动物同行^7,

Protocol

该协议已获得佛罗里达大西洋大学动物护理和使用机构委员会的批准。

1. 准备工作

1. 指定一个用于进行行为研究的隔离室, 或关闭房间的一部分, 使其被隔离。
   注: 房间应不受干扰, 交通流量较低, 以避免干扰鱼的正常行为。
2. 将下列材料和设备移入行为室: (一) 相机和镜头, (二) 可连接镜头的红外滤光片, (三) 相机支架, (四) 带有相机采集软件的计算机, (五) 可靠而稳定的表格进行检测(vi) 红外灯 (红外灯; 850 纳米或940纳米), (vii) 白色丙烯酸扩散器, 其长度超过记录罐 (viii) 1.8 L 梯形塑料分析罐 (称为 "新型罐"; 此处使用的一个是 12 x 18 英寸)和 (九) 一桶鱼系统的水。
   注: 对于新型储罐, 我们的实验室使用市售塑料容器, 这些塑料容器的形状是梯形的。坦克的尺寸大约是 6 x 9 中的尺寸 (详细尺寸见图 1a)。我们使用的扩散器板比新型储罐略大 (12 英寸 x 18 英寸)。对形状不同的坦克进行了新的坦克试验, 例如矩形或不同梯形尺寸^{为 20、21}的坦克。通常情况下, 鱼的行为是类似的所有坦克, 无论其尺寸: 对于所有的容器, 鱼最初更喜欢下半部分, 但随....

Results

研究斑马鱼的应激
为了观察野生斑马鱼在一段时间内的应激行为, 我们在新的储罐试验中测试了来自 AB 菌株²⁴的成年鱼。AB 成年人受上述协议的影响。简单地说, 鱼在行为室的水箱里有1小时的适应期。一个人被放在烧杯里 1 0分钟, 然后轻轻地放在一个不熟悉的水箱 (新的水箱) 里, 里面装满了新鲜的系统水。记录了10分钟的昏迷活动, 并使用商业上可用的软件离线进行跟踪。第一分钟和最后一分钟的运动活动比较显示出巨大的差异 (图 2a、b)。当第一次引入水箱时, 鱼大部分时间都花在底部 (图 2b), 但随着时间的推移, 成年人在顶部的时间逐渐增加 (图 2b, c)。与最后一分钟相比, 在第一分钟花费的总持续时间有显著差异 (6.......

Discussion

斑马鱼在一个新的鱼缸中表现出强烈的应激反应
在这里, 我们描述了一种简单的行为方法来检查成年斑马鱼的应激反应, 并验证该方法作为一个简单的测量压力的药理学。

这种新型的储罐试验是一种广泛使用的试验, 用于检查斑马鱼和其他种类的 12^{、14、21、35、36}和斑马鱼的先天压力模型, 以检查与焦虑有关的药物的药理作用。与人类类似, 这些研究表明, 如布西酮、尼古丁、氟西汀和东波胺等药物对斑马鱼^{12、13、14、}

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
相机			我们使用 Edmund Optics 的 Point Grey Grasshopper3 USB 相机和镜头。
红外滤光片	Edmund Optics
视频采集程序			使用 Virtualdub 或 FlyCapture 等程序，因为可以设置采集帧速率。
红外线 LED 灯
化验槽	零件	号 ZT180	尺寸：M3 1.8 升
支架和夹子，或相机的标准三脚架
250mL 烧杯
跟踪软件			我们使用诺达思信息技术的动物运动轨迹 XT 13
丁螺环酮氯化	物Sigma-Aldrich	B7148
随机试验生成器			我们在 Microsoft Excel 中使用 RANDBETWEEN 函数