RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Bu yazıda yetişkin zebrafish stres davranışsal ölçmek için basit bir yöntem açıklanmaktadır. Yaklaşım, stresli bir durumda, zebra balığı bir tankın alt yarısını tercih ettiği doğuştan gelen eğilimin avantajlarından yararlanır. Biz de Farmakoloji ile tahlil bağlantı için yöntemleri tarif.
Stresli uyaranlara uygun şekilde yanıt vermek, bir organizmanın hayatta kalması için önemlidir. Kapsamlı araştırma stres ile ilgili hastalıklar ve psikiyatrik bozukluklar geniş bir spektrumunda yapılmış, henüz daha iyi terapötik geliştirmek için stres genetik ve nöronal düzenleme içine daha fazla çalışmalar hala gereklidir. Zebra balığı stres nöral temelleri araştırmak için güçlü bir genetik model sağlar, orada mutant ve transgenik hatları büyük bir koleksiyon var gibi. Ayrıca, farmakoloji kolayca zebrafish için uygulanabilir, çoğu ilaç doğrudan suya eklenebilir gibi. Biz zebrafish doğuştan stres tepkiler çalışması için bir yöntem olarak ' yeni tank testi ' kullanımı burada tarif ve nasıl potansiyel anksiyolitik ilaçlar tahlil kullanılarak doğrulanabilir gösterir. Yöntem kolayca genetik mutasyonlar içeren zebra balığı hatları ile birleşebilir, ya da hassas nöral devreleri manipüle etmek için transgenik yaklaşımlar kullanılır. Tahlil de diğer balık modellerinde kullanılabilir. Birlikte, açıklanan protokol diğer laboratuvarlara bu basit tahlil kabulü kolaylaştırmak gerekir.
Stres tepkiler olası zararlı veya olumsuz uyaranlara kaynaklanan davranış ve fizyolojik durumları değiştirilir. Stres tepkiler Hayvan Krallığı boyunca temin edilir ve bir organizmanın hayatta kalması için önemlidir1. Yıllar süren araştırmalar, stres devletlerinin temelindeki genetik ve nöronal mekanizmalar hakkında bilgilerimizi büyük ölçüde genişletmiştir. Bugün, amigdala ve striatum2gibi beynin alanları ve kortikotropin serbest hormon (CRH) gibi genetik faktörler ve glukokortikoid (gr) ve mineralokortikoid reseptörleri ( Bay) kapsamlı3,4,5,6okudu. Bu kritik bulgulara rağmen, genetik ve nöronal stresin düzenlenmesi hakkında pek bilinmemektedir. Bu nedenle, birçok stres ile ilgili bozukluklar terapötik eksikliği muzdarip.
Genetiği değiştirilebilen model organizmalar, davranışların genetik ve nöronal kontrolünün çalışmasında yararlı bir araç sağlar. Balık modelleri, özellikle, son derece güçlüdür: onlar kısa nesil zaman ile küçük organizmalar, bir laboratuar ortamında kullanımı facile, onların genomları kolayca değiştirilebilir, ve, bir omurgası olarak, onlar sadece genetik paylaşmak, aynı zamanda nöroanatomik memeli meslektaşları ile Homoloji7,8. Stresi ölçmek için standart testler, genetik mutasyonlar içeren zebrafit hatları ile eşleştirilebilir veya hassas nöronal alt setlerin manipülasyonunun mümkün olduğu ve tek genlerin veya tanımlanmış nöronların etkileri hızla ve verimli bir şekilde değerlendirilebilir.
Davranışsal olarak, stres yanıtları, hiper-aktivite veya uzun süreli (' donma ')9, azaltılmış keşif10, hızlı nefes, azaltılmış gıda alımı11dönemleri olarak balık karakterize edilebilir ve bir yer-bir tank alt için tercih12. Örneğin, tanıdık olmayan bir tank içine yerleştirildiğinde, Yetişkin zebra balığı ve diğer küçük balık modelleri tankın alt yarısı için bir başlangıç tercihi gösterir, henüz, zamanla, Balık yakın eşit frekans12ile üst ve alt yarısı keşfetmeye başlar. Tedavi yetişkinlerin anksiyete neden balık hemen üst yarım10keşfetmek için bilinen ilaçlar ile,13. Bunun tersi olarak, endişeyi artıran ilaçlar, balık tankının alt yarısında güçlü bir tercih göstermesine neden olur12,14,15. Böylece, düşük keşif ve tank alt yarısında tercih stres basit ve güvenilir göstergeleri vardır.
Çoğu omurga gibi, balık stres tepkiler Hipotalamik-hipofiz-inter-renal eksen aktivasyonu ile tahrik edilir (HPI; memelilerde Hipotalamik-hipofiz-adrenal [hPa] eksenine benzer)14,16. Hipotalamik nöronlar hormon kortikotropin-serbest hormon ifade (CRH) hipofiz için sinyal, hangi sırayla serbest adrenokortikotropik hormon serbest (ACTH). ACTH o zaman inter-böbrek bezi üretmek ve salgıya kortizol, hangi aşağı hedefleri16, bunlardan biri CRHüreten hipotalamik nöronların negatif geribildirim olan bir dizi vardır sinyalleri3,17, 18,19.
Burada, doğuştan gelen stresin davranışsal önlemlerini değerlendirmek için bir yöntem tarif ediyoruz. Davranış için, biz detay protokolleri yeni tank dalış testi12,14kullanarak. Daha sonra, bir örnek olarak, bilinen bir anksiyolitik ilaç, Buspirone, stres davranışsal önlemleri azaltır göstermektedir.
Protokol, kurumsal hayvan bakımı ve kullanım Komitesi Florida Atlantik Üniversitesi tarafından onaylanmıştır.
1. hazırlık
2. Kurulum
Not: Bu bölümdeki adımlar yeni tank tahlil ayarlama açıklanmaktadır. Şekil 1B'de son ürünün bir diyagramı verilmiştir.
3. yeni tank testi kurulumu
4. ilaç ile ön tedavi
Not: aşağıdaki adımların amacı, ilaçların kullanımından önce ve sonra bireyin davranışını karşılaştırmak. Bu karşılaştırma ilk olarak yeni bir tank testi gerçekleştirerek elde edilir adım 3,4 olarak 3,6, ilaç tedavisi ve ardından ikinci bir roman tank testi (Şekil 3a).
5. video analizi

6. normallik için test
Zebra balığı 'te stres incelenmesi
Vahşi tip zebrafish zaman içinde stres davranışını incelemek için, biz yeni tank testinde AB gerinim24 yetişkin balık test. AB yetişkinleri, yukarıda açıklandığı gibi protokole tabi tutulmuştur. Kısaca, Balık davranış odasında bir tankta 1-h iklimlendirme dönemi verildi. Bir birey 10 dakika boyunca bir kabı yerleştirilir ve daha sonra yavaşça taze sistem suyu ile dolu bir tanıdık olmayan tank (yeni tank) yerleştirilir. Lokomotor aktivitesi 10 dakika boyunca kaydedildi ve ticari olarak kullanılabilen yazılımlar kullanılarak izleme çevrimdışı olarak gerçekleştirildi. İlk ve son dakika arasındaki lokomotor aktivitesinin karşılaştırılması dramatik farklılıklar gösterdi (Şekil 2A, B). İlk tank içine tanıtılan zaman, balık alt (Şekil 2b), henüz zamanla, yetişkinler zaman içinde harcanan süreyi kademeli bir artış vardı (Şekil 2b, C) çoğunluğunu geçirdi. Son dakikaya göre ilk dakikada üst kısmında harcanan toplam süre önemli farklılıklar göstermiştir (6,29 ± 8,21 s vs. 23,23 ± 9,02 s; eşleştirilmiş t-testi, p < 0,05) (Şekil 2C). Buna karşın, ilk ve son dakika arasındaki toplam mesafe önemli bir farklılık ortaya çıkmaz (440,4 ± 110,3 cm vs. 405,5 ± 49,71 cm; eşleştirilmiş t-testi, p = 0,375) (Şekil 2D). Çünkü doğuştan tercih ilk ve son dakika arasında farklı olduğu ve mesafe seyahat değil, biz davranış değişikliği bir stres yanıtı temsil inanıyoruz, ve sadece lokomotor aktivite bir değişiklik değil. Bu sonuçlar, zebra balığı 'in kolay ölçülebilir bir stres tepkisi olduğunu göstermektedir. Bu yaklaşım aynı zamanda farklı hayvanlar grupları arasındaki stres farklılıkları karşılaştırmak ve aralarında stres farklılıkları değerlendirmek için bir temel kurar.
Zebra balığı stres davranışı üzerinde anksiyolitik ilaçların etkileri
Zebrafish tarama ilaçlar için güçlü bir sistemdir, ilacın uygulanması sadece su ekleyerek non-invazif şekillerde uygulanabilir beri25,26,27. Zebra balığı içinde alt konut doğrulamak için bir doğuştan stres yanıtı temsil eder, biz erişkin zebra balığı önce ve bir anksiyolitik ilaç maruz kalma sonra test gruplar halinde davranış karşılaştırıldı; bir kontrol olarak, biz benzer bir yetişkin ayrı ele, henüz sadece araç (sistem suyu) yerine ilaç uygulanır. Biz kullanılan 5HT1a reseptör agonist buspiron, kontrollü bir madde değildir ve genelleştirilmiş anksiyete bozukluğu muzdarip insan hastalarına reçete28. Buspirone çeşitli balık ve mammalin modelleri10,13,21,29,30, davranışsal stres tepkiler azalma neden doğrulandı 31,32,33,34 . Protokolde açıklandığı gibi, zebra balığı ilk yeni tank testinde kaydedildi, daha sonra alınan ve 10 dakika boyunca bir ilaç veya araç bir kabı yerleştirilir. balık daha sonra 10 dakika bir ' Wash-Out ' dönemi, nerede onlar için New kabı yerleştirilir verildi ve sonra yeni tank testinde yeniden kaydedildi (Şekil 3A).
Lokomotor yollarının analizi, tek başına araca maruz kalan yetişkinler grupları için tedavi öncesi ve sonrası küçük bir fark ortaya çıkardı (Şekil 3B). Buna karşın, buspiron 'a maruz kalan yetişkinler, uyuşturucu maruz kalmadan önce aynı balıkların lokomotor yollarına kıyasla büyük miktarda zaman harcadı (Şekil 3B, C). Üstte harcanan süreyi ölçmek, kontrol hayvanlarında ön ve tedavi sonrası arasında önemli bir fark ortaya koymuştur (183,9 ± 90,46 s 'den önce 113,8 ± 81,88 s; tek yönlü ANOVA ve ardından Sidak 'ın çoklu karşılaştırmalar testi, p = 0,4254), ancak buspiron 'a maruz kalan hayvanlar, ön tedavi için üst üste önemli ölçüde daha fazla zaman harcadı ve tedavi sonrası bireyleri kontrol eder (buspiron: 201,4 ± 49,95 s daha önce 552,2 ± 42,97 s; tek yönlü ANOVA ve ardından sidak 'ın çoklu karşılaştırmalar testi, p < 0,0001; Kontrol vs Buspirone sonrası tedavi: p < 0,0001.) (Şekil 3C). Farklılıkları genel olarak daha az lokomotif nedeniyle olup olmadığını incelemek için, toplam mesafe seyahat ölçülen. Bu veriler herhangi bir grup için önemli bir fark ortaya koymuştur (4134 ± 601,9 cm önce kontrol için 3471 ± 766 cm; Kruskal-Wallis testi, p > 0,05; 3904 ± 301,3 cm önce vs. 3644 ± 566,3 cm buspiron için; Kruskal-Wallis testi, p > 0,05) (Şekil 3D). Birlikte alındığında, bu veriler yetişkin zebra balığı alt konut doğuştan stres bir ölçüsüdür olduğunu göstermektedir, ve yetişkin zebra balığı daha farmakolojik deneyler için bir temel kurmak.

Şekil 1 . Yeni tank kurulumunun diyagramı. (A) 1,8 L trapez roman tankının boyutları, tankın kayıt tarafından görülür. (B) insan parazitlerini en aza indirmek için kullanılan kızılötesi ışıklar, kamera ve bariyerlerin pozisyonları da dahil olmak üzere kurulum diyagramı. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

Şekil 2 . Vahşi tip zebrafish 'de doğuştan gelen stres yanıtlarının incelenmesi. (A) ilk dakika (sol) ve son dakika (sağ) 10 dakikalık kaydın yeni tank testinde bireysel bir yetişkinin temsilcisi yüzme yolları. Tankın üst, orta ve alt bölgelerini tanımlayan hayali çizgiler, noktalı çizgiler ile belirtilir. (B) 10 dakikalık kaydın her dakikası için üst bölgede toplam zaman harcama miktarının ölçülmesini. (C &Amp; D) Üst bölgede (C) harcanan toplam süre ve tüm denemelerin ilk ve son dakikalarında (D) seyahat edilen toplam mesafe karşılaştırmalar. Veri Shapiro-Wilk test normallik için geçirilen bu yana eşleştirilmiş t-testleri analiz için kullanıldı. n = 5; *: p = 0,028. Hata çubukları ortalama standart hata gösterir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.

Şekil 3 . Anksiyolitik ilaçların stres davranışına etkilerini incelemek. (A) deneysel akış şematik. (B) temsilci yüzme yolları ön ve sonrası tedavi tek bir kontrol bireysel sistem suyu ile tedavi, ve başka bir birey buspiron ile yeni tank testi tedavi. Noktalı çizgiler, tankın üst, orta ve alt bölgelerinin ayrılmasını tanımlar. Gri parça kontrol bireysel temsil ve mavi parçalar Buspirone-tedavi bireysel temsil eder. (C &Amp; D) Üst bölgede (C) harcanan toplam süre ve denetim (Ctrl) ile Buspirone (busp) denemeleri arasındaki toplam mesafe (D) arasındaki karşılaştırmalar. Shapiro-Wilk testini kullanarak normallik için bir test yapıldı. Normallik testinin başarısız olduğu durumlarda, Kruskal-Wallis testi ve ardından Dunn 'ın birden fazla karşılaştırmalar testi kullanıldı (C); ve veri normallik geçirildi, tek yönlü ANOVA takip Sidak 's birden fazla karşılaştırmalar testi (D) analiz için kullanıldı. n = 5 her koşul için; : p = 0,001. Hata çubukları ortalama standart hata gösterir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Yazarlar, rakip veya mali çıkarları olmadığını beyan ederler.
Bu yazıda yetişkin zebrafish stres davranışsal ölçmek için basit bir yöntem açıklanmaktadır. Yaklaşım, stresli bir durumda, zebra balığı bir tankın alt yarısını tercih ettiği doğuştan gelen eğilimin avantajlarından yararlanır. Biz de Farmakoloji ile tahlil bağlantı için yöntemleri tarif.
Bu çalışma, Jüpiter yaşam bilimi girişimi 'nden Florida Atlantic University 'de ERD ve ACK 'e fon tarafından destekleniyordu. Bu çalışma Ayrıca hibe R21NS105071 (ACK ve ERD) ve R15MH118625 (ERD) Ulusal Sağlık Enstitüleri 'nden verilir tarafından desteklenmektedir.
| Kamera | : | Edmund Optics'ten lensli Point Grey Grasshopper3 USB kamera kullanıyoruz. | |
| Kızılötesi filtre | Edmund Optics | ||
| Video Edinme Programı | Çekim kare hızı ayarlanabildiği için Virtualdub veya FlyCapture gibi programları kullanın. | ||
| Kızılötesi LED ışıklar | |||
| Tahlil tankı | Aquaneering | Parça numarası ZT180 | Boyut: M3 1.8 litre |
| Stand ve kelepçe veya kamera | için standart tripod | ||
| 250mL beher | |||
| İzleme yazılımı | Noldus Bilgi Teknolojisi'nden Ethovision XT 13 kullanıyoruz | ||
| Buspirone klorür | Sigma-Aldrich | B7148 | |
| Randomize deneme üreteci | Microsoft Excel'de RANDBETWEEN fonksiyonunu kullanıyoruz |