Name: behavioral approaches to studying innate stress in zebrafish
Uploaded: 2019-05-01T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Behavioral Approaches to Studying Innate Stress in Zebrafish at JoVE.com

Dit werk werd ondersteund door de financiering van de Jupiter Life Science Initiative aan de Florida Atlantic University naar ERD en ACK. Dit werk werd ook ondersteund door subsidies R21NS105071 (toegekend aan ACK en ERD) en R15MH118625 (toegekend aan ERD) van de nationale instituten van de gezondheid.

Het protocol is goedgekeurd door de institutionele Dierenzorg en het gebruik Committeeat Florida Atlantic University.
1. voorbereiding
<ol><li>Wijs een geïsoleerde ruimte voor het uitvoeren van gedrags-studies, of sluit een gedeelte van een kamer, zodat het geïsoleerd is. Opmerking: de kamer moet worden ongestoord en hebben weinig verkeer om te voorkomen dat het normale gedrag van de vis te verstoren.</li>
	<li>Verplaats de volgende materialen en apparatuur in de gedrags kamer: (i) een ...

Zebravis vertonen een robuuste stress respons in een nieuwe tank Hier, beschrijven wij een eenvoudige gedrags benadering voor het onderzoeken van spanningsreacties in volwassen zebravis, en valideren de benadering als eenvoudige maatregel van spanning gebruikend farmacologie.
De roman tank test is een wijd gebruikte test voor het onderzoeken van ingeboren spanning in zebravis en andere soorten vissen12,14,<sup cl...

Stress reacties zijn veranderd gedrags-en fysiologische staten als gevolg van potentieel schadelijke of aversieve prikkels. De reacties van de spanning worden behouden door het dierlijke Koninkrijk, en zijn kritiek voor het voortbestaan van een organisme1. Decennia van onderzoek hebben sterk uitgebreid onze kennis van een aantal van de genetische en neuronale mechanismen ten grondslag liggen aan stress Staten. Vandaag, gebieden van de hersenen, zoals de amygdala en de striatum2, en genetische factoren zoals Corticotropin releasing hormoon (CRH), en de glucocorticoïd (gr) en Mineralocorticoid receptoren ( de heer) zijn uitgebreid bestudeerd3,4,5,6. Ondanks deze kritische bevindingen, veel blijft onbekend over genetische en neuronale regulering van stress. Als zodanig, veel stress gerelateerde aandoeningen lijden aan een gebrek aan therapeutische.
Genetisch te wijzigen modelorganismen bieden een nuttig instrument in de studie van genetische en neuronale controle van gedrag. Vis modellen, in het bijzonder, zijn zeer krachtig: ze zijn kleine organismen met korte generatie tijden, het gebruik ervan in een laboratoriumomgeving is gemakkelijk, hun genomen zijn eenvoudig te wijzigen, en, als een gewervelde, ze delen niet alleen genetische, maar ook neuroanatomische homologie met hun tegenhangers van zoogdieren7,8. Standaard assays voor het meten van stress kan worden gekoppeld aan zebravis lijnen harboring genetische mutaties, of die waarin manipulatie van nauwkeurige neuronale deelverzamelingen mogelijk is, en de effecten van enkelvoudige genen of gedefinieerde neuronen kunnen snel en efficiënt worden beoordeeld.
Gedragsmatige, stressreacties kunnen worden gekenmerkt in vis als periodes van Hyper-activiteit of langdurige periodes van inactiviteit (verwant aan ' bevriezen ')9, verminderde exploratie10, snelle ademhaling, verminderde voedselinname11, en een plaats-voorkeur voor de bodem van een tank12. Bijvoorbeeld, wanneer geplaatst in een onbekende tank, volwassen zebravis en andere kleine vissen modellen tonen een eerste voorkeur voor de onderste helft van de tank, maar toch, na verloop van tijd, de vis beginnen met het verkennen boven-en onderkant helften met bijna-gelijke frequentie12. Behandeling van volwassenen met geneesmiddelen bekend om angst te verminderen veroorzaken vissen om onmiddellijk te verkennen de bovenste helft van10,13. Omgekeerd, drugs die angst te verhogen veroorzaken vis om sterke voorkeur voor de onderste helft van de tank12,14,15te tonen. Zo, verminderde exploratie en voorkeur voor de onderste helft van de tank zijn eenvoudige en betrouwbare indicatoren van stress.
Net als de meeste gewervelde dieren, stressreacties in vissen worden gedreven door activering van hypothalamic-hypofyse-Inter-renale as (HPI; analoog aan de hypothalamic-hypofyse-bijnier [hpa] as bij zoogdieren)14,16. Hypothalamic neuronen het uitdrukken van het hormoon Corticotropin-releasing hormoon (CRH) signaal aan de hypofyse, die op zijn beurt releases adrenocorticotroop releasing hormoon (ACTH). Acth vervolgens signalen naar de Inter-renale klier te produceren en afscheiden cortisol, die een aantal van de downstream-doelstellingen heeft16, een van hen negatief feedback van de CRH-producerende hypothalamic neuronen3,17, 18,19.
Hier beschrijven we een methode om gedrags maatregelen van aangeboren stress te beoordelen. Voor het gedrag, we detail protocollen met behulp van de nieuwe tank duiken test12,14. We tonen dan, als voorbeeld, dat een bekende anxiolytische drug, buspirone, vermindert gedragsmatige maatregelen van stress.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1043px;" width="1042">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:217px;">Camera</td>
			<td style="width:264px;"></td>
			<td style="width:181px;"></td>
			<td style="width:380px;">We use Point Grey Grasshopper3 USB camera with lens from Edmund Optics.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:217px;">Infrared filter</td>
			<td style="width:264px;">Edmund Optics</td>
			<td style="width:181px;"></td>
			<td style="width:380px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:217px;">Video Acquisition Program</td>
			<td style="width:264px;"></td>
			<td style="width:181px;"></td>
			<td style="width:380px;">Use programs such as Virtualdub or FlyCapture because the acquisition framerate can be set.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:217px;">Infrared LED lights</td>
			<td style="width:264px;"></td>
			<td style="width:181px;"></td>
			<td style="width:380px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:217px;">Assay tank</td>
			<td style="width:264px;">Aquaneering</td>
			<td style="width:181px;">Part number ZT180</td>
			<td style="width:380px;">Size: M3 1.8 liter</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:217px;">Stand and clamp, or standard tripod for camera</td>
			<td style="width:264px;"></td>
			<td style="width:181px;"></td>
			<td style="width:380px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:217px;">250mL beaker</td>
			<td style="width:264px;"></td>
			<td style="width:181px;"></td>
			<td style="width:380px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:217px;">Tracking software</td>
			<td style="width:264px;"></td>
			<td style="width:181px;"></td>
			<td style="width:380px;">We use Ethovision XT 13 from Noldus Information Technology</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:217px;">Buspirone chloride</td>
			<td style="width:264px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:181px;">B7148</td>
			<td style="width:380px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:217px;">Randomized trial generator</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>We use the RANDBETWEEN function in Microsoft Excel</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

behavioral approaches to studying innate stress in zebrafish

Adequaat reageren op stress prikkels is essentieel voor het voortbestaan van een organisme. Uitgebreid onderzoek is gedaan op een breed spectrum van stress-gerelateerde ziekten en psychiatrische stoornissen, maar verder onderzoek naar de genetische en neuronale regulering van stress zijn nog steeds nodig om betere therapeutische ontwikkeling. De zebravis biedt een krachtig genetisch model om de neurale fundamenten van stress te onderzoeken, want er bestaat een grote collectie van mutant en transgene lijnen. Bovendien kan de farmacologie gemakkelijk worden toegepast op zebravis, aangezien de meeste drugs direct aan water kunnen worden toegevoegd. We beschrijven hier het gebruik van de ' novel tank test ' als een methode om aangeboren stress responsen in zebravis te bestuderen en te demonstreren hoe potentiële anxiolytische medicijnen kunnen worden gevalideerd met behulp van de assay. De methode kan gemakkelijk worden gekoppeld aan zebravis lijnen harboring genetische mutaties, of die waarin transgene benaderingen voor het manipuleren van nauwkeurige neurale circuits worden gebruikt. De assay kan ook gebruikt worden in andere vissen modellen. Samen, zou het beschreven protocol de goedkeuring van deze eenvoudige analyse aan andere laboratoria moeten vergemakkelijken.

Het onderzoeken van spanning in zebravis Om stress gedrag na verloop van tijd te onderzoeken in wild-type zebravis, testten we volwassen vis uit de AB strain24 in de novel tank test. AB volwassenen werden onderworpen aan het protocol zoals hierboven beschreven. Kort, vis kregen een 1-h acclimatisatie periode in een tank in het gedrag kamer. Een individu werd geplaatst in een bekerglas voor 10-min, en vervolgens voorzichtig geplaatst in een onbekende tan...

Watch this Scientific Journal Video about Behavioral Approaches to Studying Innate Stress in Zebrafish at JoVE.com

Behavioral Approaches to Studying Innate Stress in Zebrafish

Dit manuscript beschrijft een eenvoudige methode om stress gedrag in volwassen zebravis te meten. De aanpak maakt gebruik van de aangeboren tendens dat zebravis de voorkeur aan de onderste helft van een tank, wanneer in een stressvolle toestand. Wij beschrijven ook methodes om de analyse met farmacologie te koppelen.

Gedrags benaderingen voor het bestuderen van aangeboren stress in zebravis

Responding appropriately to stressful stimuli is essential for survival of an organism. Extensive research has been done on a wide spectrum of ...

De nieuwe tanktest zal combineren met krachtige genetische hulpmiddelen in Zebrafish biedt een methode voor het ontleden hoe de hersenen moduleert stress en hoe neurale circuits kunnen worden gedesreguleerd. Genetische en neuronale signaleringstrajecten zijn zeer bewaard gebleven tussen Zebrafish en zoogdieren en deze techniek kan ons begrip van de mechanismen die aan de stressrespons ten grondslag liggen, verder helpen. De methode is niet specifiek voor Zebrafish en is gebruikt met de Mexicaanse blinde grot vis en kan daarom mogelijk worden uitgebreid tot andere vissoorten.Een proef run kan nuttig zijn voor het bepalen van de juiste verlichting en contrast van het dier tegen een achtergrond om succesvolle tracking te bereiken. De test wordt zelden gebruikt, maar kan een betrokken proces zijn. Het visualiseren van de stappen zal helpen andere onderzoekers met succes uitvoeren van de procedure.Jacqueline Chin, een post-doc in het lab, en Lydia Albert, een studente, zal deze procedure demonstreren. Begin met het vullen van een bekerglas van 250 milliliter en ten minste twee holdingtanks met vissysteemwater. Breng op de ochtend van de test ten minste 10 volwassen Zebrafish voor elke experimentele toestand over in individuele holdingtanks voordat u alle vissen naar de Gedragskamer overdraagt voor acclimatisatie gedurende ten minste één uur.Label de tanks zodanig dat de conditie of genotype van de dieren blind is voor de onderzoeker en gebruik een net om een enkele volwassene voorzichtig in het voorgevulde bekerglas te plaatsen. Laat de volwassen vissen 10 minuten in het bekerglas acclimatiseren voordat u het water en de vissen uit het bekerglas voorzichtig in de experimentele nieuwe tank giet. Zodra de vis in de tank, beginnen met de camera-opname en ga weg van de setup om extra nood voor de vis te voorkomen.Wanneer de opname is voltooid, verwijder het individu uit de nieuwe tank en plaats de vis in een nieuwe holding tank. Om de effecten van specifieke geneesmiddelen van belang te beoordelen, verdun het medicijn tot een werkconcentratie in 250 milliliter bekers systeemwater. Met behulp van een beker met systeemwater alleen als een controle.Mask maskeren de identiteiten van de drug en controle bekers om ervoor te zorgen dat de tester blind is voor de behandeling voorwaarden tot post-analyse en het uitvoeren van een nieuwe tank test zoals aangetoond dat een baseline gedragsstress reactie te verkrijgen. Gebruik aan het einde van de basisregistratie een net om de vis gedurende 10 minuten onmiddellijk in een van de testbekers over te brengen voordat u de vis overzet naar een uitwasbeker met alleen vers systeemwater. Het is belangrijk om afzonderlijke netten te gebruiken die voor elke behandelingsbeker zijn aangewezen om toevallige dosering van de controlevissen te voorkomen, vooral wanneer er verschillende medicamenteuze behandelingen zijn.Na 10 minuten, plaats de vis in een nieuwe nieuwe tank voor een tweede nieuwe tank test. Aan het einde van de test breng de volwassen Zebrafish in een nieuwe holding tank en vervang het systeem water in de tweede nieuwe tank met vers systeem water voor de volgende stap om kruisbesmetting van het experimentele medicijn te voorkomen. Aan het einde van alle proeven, terug de individuen naar de visfaciliteit.Hier wordt de motorische activiteit van een enkele Zebrafish getoond tijdens de eerste en laatste minuut van een 10 minuten durende nieuwe tanktest. Wanneer voor het eerst geïntroduceerd in de tank, de vis meestal het grootste deel van de tijd doorbrengen in de bodem van de nieuwe tank. Na verloop van tijd echter, de volwassen vissen tonen een geleidelijke toename van de hoeveelheid tijd doorgebracht in de top van de tank.Inderdaad, de totale tijd doorgebracht in de top van de tank tijdens de eerste minuut is aanzienlijk korter in vergelijking met de laatste minuut van de nieuwe tank test. De totale afgelegde afstand tussen de eerste en laatste minuten laat daarentegen geen significante verschillen zien. In dit representatieve experiment, analyse van de volwassen Zebrafish motorische paden bleek weinig verschil tussen de Zebrafish zwemmen activiteit voor en na de behandeling voor groepen volwassenen blootgesteld aan het voertuig alleen.Daarentegen brachten volwassenen die zijn blootgesteld aan een anxiolytisch medicijn een grote hoeveelheid tijd in de bovenkant van de tank door in vergelijking met de motorische paden van dezelfde vis vóór de blootstelling aan geneesmiddelen. Deze verschillen waren niet te wijten aan minder bewegingsvrijheid in het algemeen, omdat er voor geen van de groepen significante verschillen in afgelegde afstand werden gemeten. Als gedragsritmes worden beïnvloed door circadiane processen, moet u experimentele replica's uitvoeren uitgevoerd op verschillende dagen op hetzelfde tijdstip van de dag voor elk experiment.Aanvullende gedragstesten, zoals de open veldtest of andere fysiologische metingen van stress, kunnen worden uitgevoerd om de resultaten van de nieuwe tankduiktest verder te valideren. Deze methode kan worden gebruikt een hoge doorvoer test voor het aanpakken van vragen met betrekking tot stress, angst, en angst.

Research

JoVE Journal

Behavior

The Resident-intruder Paradigm: A Standardized Test for Aggression, Violence and Social Stress

De resident-intruder Paradigm: een gestandaardiseerde test voor agressie, geweld en sociale stress

This video publication explains in detail the experimental protocol of the resident-intruder paradigm in rats. This test is a standardized method to ...

The Crossmodal Congruency Task as a Means to Obtain an Objective Behavioral Measure in the Rubber Hand Illusion Paradigm

De crossmodaal Congruentie Taak als een middel om een ​​doelstelling Behavioral Meet verkrijgen in de Rubber Hand Illusion Paradigm

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden ...

A Procedure to Observe Context-induced Renewal of Pavlovian-conditioned Alcohol-seeking Behavior in Rats

Een procedure om-Context geïnduceerde Vernieuwing Observeer van Pavlov-geconditioneerde Alcohol-zoekend gedrag bij ratten

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate ...

Asymmetric Walkway: A Novel Behavioral Assay for Studying Asymmetric Locomotion

Asymmetrische Gang: A Novel Behavioral Assay voor Studie asymmetrische Locomotion

Behavioral assays are commonly used for the assessment of sensorimotor impairment in the central nervous system (CNS). The most sophisticated methods for ...

A Mouse Model of Subchronic and Mild Social Defeat Stress for Understanding Stress-induced Behavioral and Physiological Deficits

Een muismodel van Subchronische en Mild Sociale Nederlaag Stress voor het begrijpen van stress geïnduceerde Behavioral en Fysiologische Tekorten

Stressful life events often increase the incidence of depression in humans. To study the mechanisms of depression, the development of animal models of ...

An Unpredictable Chronic Mild Stress Protocol for Instigating Depressive Symptoms, Behavioral Changes and Negative Health Outcomes in Rodents

Een onvoorspelbare chronische milde stress protocol voor Aansporen depressieve symptomen, gedragsveranderingen en Negatieve Health Outcomes in Knaagdieren

Chronic, unresolved stress is a major risk factor for the development of clinical depression. While many preclinical models of stress-induced depression ...

Behavioral Disturbances: An Innovative Approach to Monitor the Modulatory Effects of a Nutraceutical Diet

Gedragsstoornissen: een innovatieve benadering van de modulerende effecten van een Nutraceutical Diet Monitor

In dogs, diets are often used to modulate behavioral disturbances related to chronic anxiety and stress caused by intense and restless activity. However, ...

The Unpredictable Chronic Mild Stress Protocol for Inducing Anhedonia in Mice

Het Protocol van de onvoorspelbare chronische milde Stress voor inducerende Anhedonie in muizen

Depression is a highly prevalent and debilitating condition, only partially addressed by current pharmacotherapies. The lack of response to treatment by ...

Stress-Enhanced Fear Learning, a Robust Rodent Model of Post-Traumatic Stress Disorder

Angst stress-Enhanced Learning, een robuuste knaagdier Model van Posttraumatische Stress-Stoornis

Fear behaviors are important for survival, but disproportionately high levels of fear can increase the vulnerability for developing psychiatric disorders ...

A Visual Guide for Studying Behavioral Defenses to Pathogen Attacks in Leaf-Cutting Ants

Een visuele gids voor het bestuderen van gedrags verdediging aan Pathogen aanslagen in blad-Cutting mieren

The complex lifestyle, evolutionary history of advanced cooperation, and disease defenses of leaf-cutting ants are well studied. Although numerous studies ...