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

עבודה זו הייתה נתמכת על ידי מימון מיוזמת יופיטר למדעי החיים באוניברסיטת פלורידה אטלנטיק. עבודה זו היתה נתמכת גם על ידי מענקים R21NS105071 (הוענק ACK ו-הורד) ו R15MH118625 (הוענק ל-למטה) מן המכונים הלאומיים לבריאות.

הפרוטוקול אושר על ידי המוסד לטיפול בבעלי חיים מוסדיים והשתמש בועדה האוניברסיטה האטלנטית בפלורידה.
1. הכנה
<ol><li>הגדר חדר מבודד לביצוע לימודי התנהגות, או סגור קטע בחדר כך שהוא מבודד. הערה: החדר צריך להיות מופרעת יש תנועה נמוכה כדי למנוע שיבוש התנהגות נורמלית של הדג.</li>
	<li>העב...

זברפיש מפגין תגובת מתח חזקה במיכל הרומן כאן, אנו מתארים גישה התנהגותית פשוטה לבדיקת התגובות המתח של zebrafish מבוגרים, ולאמת את הגישה כמדד פשוט של הלחץ באמצעות פרמקולוגיה.
מבחן טנק הרומן הוא מבחן בשימוש נרחב לבדיקת מתחים מולדים ב-דג זברה ומינים אחרים של דגים12...

תגובות מצוקה משנות מצבים התנהגותיים ופיסיולוגיים כתוצאה מגירויים עלולים להזיק או מזיקים. תגובות הלחץ נשמרים ברחבי ממלכת החיות, והם קריטיים להישרדות של אורגניזם1. עשרות שנים של מחקר הרחיבו מאוד את הידע שלנו על חלק מהמנגנונים הגנטיים והעצביים שבבסיס מצבי הלחץ. כיום, אזורי המוח כגון האמיגדלה והסטריאטום2, וגורמים גנטיים כגון קורטיקוטרופין שחרור הורמון (crh), ו glucocorticoid (gr) ו מינרלוקורטיקואידים קולטנים ( mr) נחקרו בהרחבה3,4,5,6. למרות הממצאים הקריטיים הללו, הרבה נשאר לא ידוע על הרגולציה הגנטית והעצבית של הלחץ. ככאלה, הפרעות הנוגעות ללחץ רב סובלות ממחסור בtherapeutics.
אורגניזמים amendable מודל גנטית לספק כלי שימושי במחקר של שליטה גנטית ועצבית של התנהגות. מודלים דגים, בפרט, הם חזקים ביותר: הם אורגניזמים קטנים עם פעמים הדור הקצר, השימוש שלהם בסביבה מעבדה הוא facile, גנום שלהם הם שונה בקלות, ו, כמו בעלי חוליות, הם חולקים לא רק גנטית, אלא גם נוירואנטומי הומולוגיה עם היונקים המקבילים שלהם7,8. התקן סטנדרטי עבור מדידת לחץ יכול להיות מזווג עם שורות דג זברה מחסה מוטציות גנטיות, או אלה שבהם מניפולציה של ערכות המשנה נוירואליות מדויקת אפשרי, ואת ההשפעות של גנים בודדים או נוירונים מוגדרים ניתן להעריך במהירות וביעילות.
ביהביואורלי, התגובות לחץ יכול להיות מאופיין דגים כתקופות של היפר-פעילות או תקופות ממושכות של חוסר פעילות (בדומה "הקפאה")9, מופחתת מחקר10, נשימה מהירה, צריכת מזון מופחת11, ומ העדפת מקום בתחתית טנק12. לדוגמה, כאשר ממוקם לתוך טנק לא מוכר, דג מבוגר ודגמים קטנים אחרים דגים להראות העדפה ראשונית למחצית התחתונה של המיכל, עדיין, לאורך זמן, הדג להתחיל לחקור את החצאים העליון והתחתון עם תדר כמעט שווה12. טיפול של מבוגרים עם תרופות הידוע כדי להפחית את החרדה לגרום דגים לחקור מיד את החלק העליון10,13. לעומת זאת, תרופות המגבירים את החרדה גורמות לדגים להפגין העדפה חזקה לחצי התחתון של המיכל12,14,15. כך, מופחתת בחיפושי והעדפה למחצית התחתונה של הטנק הם אינדיקטורים פשוטים ואמינים של מתח.
כמו רוב החוליות, התגובות המתח בדגים מונעים על ידי הפעלת היפותלמי-יותרת הכליה-אינטר-כליות ציר (hpi; מקבילה ההיפותלמי-יותרת הכליה-האדרנל [hpi] ציר יונקים)14,16. נוירונים היפותלמי המבטא הורמון קורטיקוטרופין שחרור הורמון (CRH) האות לבלוטת יותרת ההיפופיזה, אשר בתורו לשחרר אדרנוקורטיקוטרופי הורמון שחרור (ACTH). Acth לאחר מכן אותות לבלוטת הבין-כליות כדי לייצר ולהפריש קורטיזול, אשר יש מספר של מטרות במטה16, אחד מהם להיות משוב שלילי של ה-crthal, הנוירונים היפותלמי 3,17, 18,19.
כאן, אנו מתארים שיטה להערכת אמצעים התנהגותיים של הלחץ הטבוע. לגבי ההתנהגות, אנו מפרטים פרוטוקולים באמצעות בדיקת הטנק הרומן צולל12,14. לאחר מכן אנו מדגימים, כדוגמה, כי תרופה נגד חרדה מוכרת, בוטרון, מפחיתה את צעדי ההתנהגות של הלחץ.

<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

מגיבים בהתאם לגירויים מלחיצים חיוני להישרדות של אורגניזם. מחקר נרחב נעשה על מגוון רחב של מחלות הקשורות למתח והפרעות פסיכיאטריות, אך מחקרים נוספים לתוך הרגולציה הגנטית והעצבית של הלחץ עדיין נדרשים לפתח therapeutics טוב יותר. הדג מספק מודל גנטי רב עוצמה כדי לחקור את הגבולות העצביים של מתח, כפי שקיים אוסף גדול של קווי מוטציה וטרנסגניים. יתר על כן, פרמקולוגיה יכולה בקלות להיות מיושם על דג zebrafish, כמו רוב התרופות ניתן להוסיף ישירות למים. אנו מתארים כאן את השימוש ' מבחן הטנק הרומן כשיטה ללמוד התגובות לחץ מולדים ב zebrafish, ולהדגים כיצד תרופות נגד חרדה פוטנציאלי יכול להיות מאומת באמצעות הבקשה. השיטה יכולה בקלות להיות ביחד עם הקווים דג זברה מחסה מוטציות גנטיות, או אלה שבהם גישות הטרנסגניים לתפעול מעגלים עצביים מדויקים משמשים. ניתן להשתמש באפשרות זו גם בדגמי דגים אחרים. ביחד, הפרוטוקול המתואר צריך להקל על אימוץ הדבר הפשוט הזה למעבדות אחרות.

בחינת המתח בדגי הזברה כדי לבחון את התנהגות הלחץ לאורך זמן בתוך פראי סוג zebrafish, בדקנו דגים מבוגרים מן AB זן24 במבחן הטנק הרומן. מבוגרים AB היו חשופים לפרוטוקול כמתואר לעיל. לאחר זמן קצר, ניתנו לדגים תקופת הסתגלות אחת במיכל בחדר ההתנהגות. אדם הוצב בגביע במשך 1...

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

כתב יד זה מתאר שיטה פשוטה למדוד מתח במהלך הפעולה במהלך בגרות דג מבוגר. הגישה מנצלת את הנטייה הטבועה שדגים מעדיפים את החצי התחתון של הטנק כאשר במצב מלחיץ. כמו כן, אנו מתארים שיטות לזיווג עם פרמקולוגיה.

גישות התנהגותיות לחקר הלחץ הטבוע בדג זברה

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

המבחן החדשני של הטנק ישתלב עם כלים גנטיים רבי עוצמה בזברפיש מציע שיטה לנתח כיצד המוח מווסת את הלחץ וכיצד ניתן לרוקן מעגלים עצביים. מסלולי איתות גנטיים ונוירונים שמורים מאוד בין זברהפיש ליונקים וטכניקה זו יכולה לעזור לקדם את הבנתנו את המנגנונים שבבסיס תגובת הלחץ. השיטה אינה ספציפית לזברהפיש והשתמשו בה עם דג המערה העיוור המקסיקני ולכן ניתן להאריך אותה למינים אחרים של דגים.הפעלת ניסיון עשויה להיות מועילה לקביעת תאורה נכונה וניגודיות של החיה על רקע כדי להשיג מעקב מוצלח. הבדיקה משמשת לעתים רחוקות, אבל יכולה להיות תהליך מעורב. הדמיה של השלבים תסייע לחוקרים אחרים לבצע בהצלחה את ההליך.ז'קלין צ'ין, פוסט-דוקטורט במעבדה, ולידיה אלברט, סטודנטית לתואר ראשון, ידגים את ההליך הזה. התחל במילוי מקור 250 מיליליטר ולפחות שני מיכלי החזקה עם מי מערכת דגים. בבוקר הבחינה, העבירו לפחות 10 דגי זברה בוגרים לכל מצב ניסיוני למיכלי החזקה בודדים לפני העברת כל הדגים לחדר ההתנהגות להתאקלמות למשך שעה אחת לפחות.תייג את הטנקים כך שמצבם או גנוטיפם של בעלי החיים יהיה עיוור לנסיינית וישתמש ברשת כדי למקם בעדינות מבוגר אחד בתוך המק הממלא מראש. אפשר לדגים הבוגרים להתאקלם בפקק במשך 10 דקות לפני שנשפכים בעדינות את המים והדגים מהסקילר למיכל הרומן הניסיוני. ברגע שהדגים במיכל, התחילו בהקלטת המצלמה והתרחקו מהמערך כדי למנוע מצוקה נוספת לדגים.לאחר סיום ההקלטה, מוציאים את האדם מהמיכל החדש ומ מניחים את הדגים במיכל אחזקה חדש. כדי להעריך את ההשפעות של תרופות ספציפיות של עניין, לדלל את התרופה לריכוז עובד 250 מיליליטר מקורים של מי מערכת. שימוש בבקבוק עם מי מערכת רק כפקד.להסוות את זהותם של הסם ולשלוט בוצגים כדי להבטיח כי בודק עיוור לתנאי הטיפול עד לאחר הניתוח ולבצע בדיקת טנק חדשנית כפי שהוכח כדי לקבל תגובת מתח התנהגותי בסיסי. בסוף ההקלטה הבסיסית, השתמשו ברשת כדי להעביר מיד את הדגים לאחת ממזנוניות הבדיקה למשך 10 דקות לפני העברת הדגים לתוך מקור שטיפה המכיל מי מערכת טריים בלבד. חשוב להשתמש ברשתות נפרדות המיועדות לכל מקור טיפול כדי למנוע מיום מקרי של דג הבקרה, במיוחד כאשר מעורבים מספר טיפולים תרופתיים.לאחר 10 דקות, מניחים את הדג לתוך טנק חדש למבחן טנק הרומן השני. בתום הבדיקה מעבירים את דג הזברה הבוגר למיכל אחזקה חדש ומחליפים את מי המערכת במיכל החדשני השני במים של מערכת טרייה לשלב הבא כדי למנוע זיהום צולב של התרופה הניסיונית. בסוף כל הניסויים, להחזיר את הפרטים למתקן הדגים.כאן מוצגת פעילות לוקומוטור של דג זברה יחיד בדקה הראשונה והאחרונה של בדיקת טנקים חדשנית בת 10 דקות. כאשר הציג לראשונה לתוך הטנק, הדגים בדרך כלל לבלות את רוב הזמן בחלק התחתון של הטנק הרומן. עם זאת, לאורך זמן, הדגים הבוגרים מדגימים עלייה הדרגתית בכמות הזמן שבילה בחלק העליון של הטנק.ואכן, הזמן הכולל שהושקע בחלק העליון של הטנק בדקה הראשונה קצר משמעותית בהשוואה לרגע האחרון של מבחן הטנק החדשני. לעומת זאת, המרחק הכולל בין הדקה הראשונה לאחרונה אינו מגלה הבדלים משמעותיים. בניסוי מייצג זה, ניתוח של שבילי לוקומוטור זברהפיש הבוגרים גילה הבדל קטן בין פעילות השחייה של דגי הזברה לפני ואחרי הטיפול בקבוצות של מבוגרים שנחשפו לרכב בלבד.לעומת זאת, מבוגרים שנחשפו לתרופה אקסיוליטית בילו זמן רב בחלק העליון של הטנק בהשוואה לנתיבי לוקומוטור של אותם דגים לפני החשיפה לסמים. הבדלים אלה לא נבעו מפחות קטרים באופן כללי, מכיוון שלא נמדדו הבדלים משמעותיים במרחק נסיעה עבור אף אחת מהקבוצות. כמו מקצבים התנהגותיים מושפעים תהליכים ביולוגיים, הקפד לבצע שכפולים ניסיוניים שבוצעו בימים שונים במהלך אותה שעה של היום עבור כל ניסוי.ניתן לבצע בדיקות התנהגותיות נוספות, כגון מבחן השדה הפתוח או מדידות פיזיולוגיות אחרות של מתח, כדי לאמת עוד יותר את התוצאות המתקבלות ממבחן הצלילה החדש בטנק. שיטה זו יכולה לשמש תפוקה גבוהה assay לטיפול בשאלות הקשורות מתח, פחד, וחרדה.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

פרדיגמה התושב-פורץ: מבחן סטנדרטי לתוקפנות, אלימות ולחץ חברתי

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

משימת קונגרואנסי Crossmodal כאמצעי להשיג מדוד התנהגות אובייקטיבי בפרדיגמה האשליה יד גומי

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

נוהל ללב התחדשות מושרה הקשר של התנהגות אלכוהול מחפשי מיזוג הפבלובית בחולדות

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

א-סימטרי טיילת: רומן התנהגות Assay עבור לימוד אסימטרית תנועה

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

במודל עכבר של מתח הבס חברתי Subchronic והקל להבנת גירעונות התנהגותיים ופיסיולוגיים הנגרם על-מתח

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

פרוטוקול מתח מתון כרוני בלתי צפוי לתסמיני דיכאון ייזום, שינויים התנהגותיים ותוצאות בריאותיות שליליות במכרסמים

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

הפרעות התנהגותיות: גישה חדשנית אחר ההשפעות modulatory של תזונה Nutraceutical

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

פרוטוקול לא צפוי מתח כרוני מתון להשראת אנהדוניה בעכברים

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

פחד משופרת מתח למידה, מודל מכרסמים חזקים של הפרעה פוסט-טראומטית

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

מדריך חזותי ללמוד ההגנות התנהגותית כדי הפתוגן בפיגועי חיתוך עלה נמלים

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