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

Dette arbeidet ble støttet av finansiering fra Jupiter Life Science Initiative ved Florida Atlantic University til ERD og ACK. Dette arbeidet ble også støttet av tilskudd R21NS105071 (tildelt ACK og ERD) og R15MH118625 (tildelt ERD) fra National Institutes of Health.

Protokollen har blitt godkjent av institusjonelle Animal Care og bruk Committeeat Florida Atlantic University.
1. forberedelse
<ol><li>Utpeke et isolert rom for å utføre atferds studier, eller stenge en del av et rom slik at det er isolert. Merk: rommet bør være uforstyrret og har lav trafikk for å unngå å forstyrre normal oppførsel av fisken.</li>
	<li>Flytt følgende materialer og utstyr inn i atferds rommet: (i) et kamera og objektiv, (II) en infrarød filter som kan festes til...

Sebrafisk viser en robust stress respons i en roman tank Her beskriver vi en enkel atferdsdata tilnærming for å undersøke stressresponser i voksen sebrafisk, og validere tilnærmingen som et enkelt mål på stress ved hjelp av farmakologi.
Romanen tank test er en mye brukt test for å undersøke medfødte stress i sebrafisk og andre arter av fisk12,14,21,35<...

Stress responsen er endret atferdsmessige og fysiologiske tilstander som følge av potensielt skadelige eller aversive stimuli. Stress responser bevares i dyreriket, og er avgjørende for overlevelse av en organisme1. Ti år med forskning har i stor grad utvidet vår kunnskap om noen av de genetiske og neuronal mekanismer underliggende stress tilstander. I dag, områder av hjernen som amygdala og striatum2, og genetiske faktorer som corticotropin slippe hormon (CRH), og glukokortikoid (gr) og mineralocorticoid reseptorer ( Mr) har blitt studert mye3,4,5,6. Til tross for disse kritiske funnene, er mye fortsatt ukjent om genetisk og neuronal regulering av stress. Som sådan, mange stress relaterte lidelser lider av en mangel på legemiddel.
Genetisk amendable modell organismer gir et nyttig verktøy i studiet av genetisk og neuronal kontroll av atferd. Fisk modeller, i særdeleshet, er ekstremt kraftig: de er små organismer med kort generasjon ganger, deres bruk i et laboratorium innstillingen er facile, deres genomer er lett endres, og som en virveldyr, deler de ikke bare genetisk, men også nevroanatomi homologi med sine pattedyr kolleger7,8. Standard analyser for måling av stress kan pares med sebrafisk linjer harboring genetiske mutasjoner, eller de der manipulering av presise neuronal delsett er mulig, og virkningene av enkelt gener eller definerte neurons kan vurderes raskt og effektivt.
Behaviorally, stress svar kan karakteriseres i fisk som perioder med Hyper-aktivitet eller lengre perioder med inaktivitet (beslektet med "frysing")9, redusert leting10, rask pusting, redusert matinntak11, og en plass-preferanse for bunnen av en tank12. For eksempel, når oppstilt i en ukjent tank, voksen sebrafisk og annet liten fisken modeller viser en initial preferanse for bunnen halvparten av akvariet, ennå, over tid, fisken begynne Utforsker topp og bunnen halvdeler med like ved-likeverdig hyppigheten12. Behandling av voksne med rusmidler kjent for å redusere angst forårsake fisk å utforske umiddelbart den øverste halvdelen10,13. Omvendt, medikamenter som øker angst forårsake fisk å vise sterke preferanse for den nederste halvdelen av tanken12,14,15. Således, nedsatte utforskningen og preferanse for bunnen halvparten av akvariet er enkel og pålitelig indikatorene av trykk.
Som de fleste virveldyr, stress svar i fisk er drevet av aktivering av hypothalamus-hypofysen-Inter-nyre aksen (HPI; analogt til hypothalamus-hypofysen-adrenal [HPA] aksen i pattedyr)14,16. Hypothalamus neurons uttrykker hormonet corticotropin-lanserer Hormone (CRH) signal til hypofysen, som igjen utgivelser adrenokortikotropt lanserer Hormone (ACTH). ACTH deretter signaler til Inter-renal kjertel å produsere og skiller ut kortisol, som har en rekke nedstrøms mål16, en av dem er negative tilbakemeldinger av CRH-produserende hypothalamus neurons3,17, 18,19.
Her beskriver vi en metode for å vurdere atferds tiltak av medfødt stress. For atferden, vi detalj protokoller ved hjelp av romanen tank Diving test12,14. Vi viser, som et eksempel, at en kjent angstdempende narkotika, Buspirone, reduserer atferdsmessige tiltak for 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

Å reagere hensiktsmessig på stressende stimuli er avgjørende for å overleve kroppen. Omfattende forskning er gjort på et bredt spekter av stress-relaterte sykdommer og psykiatriske lidelser, men videre studier i genetisk og neuronal regulering av stress er fortsatt nødvendig for å utvikle bedre legemiddel selskap. Den sebrafisk gir en kraftig genetisk modell for å undersøke neural grunnlaget av stress, da det finnes en stor samling av mutant og transgene linjer. Videre kan farmakologi lett bli brukt til sebrafisk, som de fleste stoffene kan legges direkte til vann. Vi beskriver her bruk av "romanen tank test" som en metode for å studere medfødt stress svar i sebrafisk, og demonstrere hvordan potensielle angstdempende medikamenter kan bli validert ved hjelp av analysen. Metoden kan enkelt kombineres med sebrafisk linjer harboring genetiske mutasjoner, eller de der transgene tilnærminger for å manipulere presise nevrale kretser brukes. Analysen kan også brukes i andre fiske modeller. Sammen bør den beskrevne protokollen forenkle innføringen av denne enkle analysen til andre laboratorier.

Undersøke stress i sebrafisk For å undersøke stress atferd over tid i vill-type sebrafisk, testet vi voksen fisk fra AB belastningen24 i romanen tank test. AB voksne ble utsatt for protokollen som beskrevet ovenfor. Kort, fisken var gitt en 1-h acclimation periode inne en tank inne det opptreden rom. En person ble plassert i et beger for 10-min, og deretter plassert forsiktig i en ukjent tank (romanen tank) fylt med friskt system vann. Locomotor akti...

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

Dette manuskriptet beskriver en enkel metode for å måle stress behaviorally i voksen sebrafisk. Tilnærmingen utnytter den medfødte tendensen som sebrafisk foretrekker den nederste halvdelen av en tank når du er i en stressende tilstand. Vi beskriver også metoder for kobling analysen med farmakologi.

Behavioral tilnærminger til å studere medfødte stress i sebrafisk

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

Den nye tankanalysen vil kombineres med kraftige genetiske verktøy i Sebrafisk tilbyr en metode for å dissekere hvordan hjernen modulerer stress og hvordan nevrale kretser kan disregulert. Genetiske og nevronale signalveier er svært bevart mellom sebrafisk og pattedyr, og denne teknikken kan bidra til å fremme vår forståelse av mekanismene som ligger til grunn for stressresponsen. Metoden er ikke spesifikk for Sebrafisk og har blitt brukt med den meksikanske blinde hulefisken og kan derfor potensielt utvides til andre fiskearter.En prøvekjøring kan være nyttig for å bestemme riktig belysning og kontrast av dyret mot en bakgrunn for å oppnå vellykket sporing. Analysen brukes sjelden, men kan være en involvert prosess. Visualisering av trinnene vil hjelpe andre forskere med å utføre prosedyren.Jacqueline Chin, en post-doc i laboratoriet, og Lydia Albert, en lavere student, vil demonstrere denne prosedyren. Begynn med å fylle et 250 milliliter beger og minst to holdetanker med fiskesystemvann. På morgenen av testen, overføre minst 10 voksne Sebrafisk for hver eksperimentell tilstand til individuelle holdetanker før du overfører all fisken til Behavior Room for akklimatisering i minst en time.Merk tankene slik at tilstanden eller genotypen til dyrene er blind for eksperimentereren og bruk et nett til å forsiktig plassere en enkelt voksen i det ferdigfylte begeret. La den voksne fisken akklimatisere seg i begeret i 10 minutter før du forsiktig heller vannet og fisken fra begeret inn i den eksperimentelle romantanken. Så snart fisken er i tanken, start kameraopptaket og flytt deg bort fra oppsettet for å forhindre ytterligere nød for fisken.Når opptaket er ferdig, fjern individet fra den nye tanken og legg fisken i en ny holdetank. For å vurdere effekten av spesifikke stoffer av interesse, fortynne stoffet til en arbeidskonsentrasjon i 250 milliliter beger av systemvann. Bruk et beger med systemvann bare som en kontroll.Masker identiteten til stoffet og kontrollbeger for å sikre at testeren er blind for behandlingsforholdene til etter analyse og utføre en ny tanktest som vist for å oppnå en baseline atferdsstressrespons. På slutten av baseline-opptaket bruker du et nett til umiddelbart å overføre fisken til et av testbegeret i 10 minutter før du overfører fisken til et utvaskbeger som bare inneholder ferskvann i det friske systemet. Det er viktig å bruke separate garn utpekt for hver behandling beger for å hindre utilsiktet nedsendering av kontrollfisken, spesielt når flere medikamentbehandlinger er involvert.Etter 10 minutter, plasser fisken i en ny ny ny tank for en ny ny tanktest. På slutten av testen overføre den voksne Sebrafisk til en ny holdetank og erstatte systemet vann i den andre romanen tank med friskt system vann for neste trinn for å hindre krysskontaminering av eksperimentelle stoffet. På slutten av alle forsøkene, returnere enkeltpersoner til fiskeanlegget.Her vises den lokomotoriske aktiviteten til en enkelt sebrafisk i første og siste minutt av en 10 minutters ny tanktest. Når den først ble introdusert i tanken, tilbringer fisken vanligvis mesteparten av tiden i bunnen av den nye tanken. Over tid viser imidlertid den voksne fisken en gradvis økning i hvor mye tid som brukes i toppen av tanken.Faktisk er den totale tiden brukt i toppen av tanken i løpet av det første minuttet betydelig kortere sammenlignet med siste minutt av den nye tanktesten. Derimot viser den totale avstanden som er reist mellom første og siste minutter ingen signifikante forskjeller. I dette representative eksperimentet viste analyse av de voksne Sebrafisk lokomotoriske stiene liten forskjell mellom sebrafisksvømmeaktiviteten før og etter behandling for grupper av voksne eksponert for kjøretøy alene.Til sammenligning tilbrakte voksne utsatt for et angstisk stoff mye tid i toppen av tanken sammenlignet med de lokomotoriske banene til samme fisk før legemiddeleksponeringen. Disse forskjellene skyldtes ikke mindre bevegelse generelt, da ingen signifikante forskjeller i reiseavstand ble målt for noen av gruppene. Som atferdsrytmer påvirkes av circadian prosesser, sørg for å utføre eksperimentelle replikaer utført på forskjellige dager i samme tid på dagen for hvert eksperiment.Ytterligere atferdsanalyser, for eksempel åpen felttest eller andre fysiologiske målinger av stress, kan utføres for å ytterligere validere resultater hentet fra den nye tankdykkertesten. Denne metoden kan brukes en høy gjennomstrømningsanalyse for å ta opp spørsmål knyttet til stress, frykt og angst.

Research

JoVE Journal

Behavior

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

The Resident-inntrenger Paradigm: en standardisert test for aggresjon, vold og sosialt 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

Den Crossmodal congruency Task som et middel for å oppnå et mål Behavioral Mål for Gummi Hånd 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

En prosedyre å observere Context-indusert Fornyelse av Pavlovian kondisjonerte Alkohol-søkende atferd i Rats

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

Asymmetrisk Walkway: A Novel Behavioral analyse for å studere asymmetrisk 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

En musemodell for Subkronisk og Mild Social Defeat Stress for Forstå Stress-indusert atferdsmessige og fysiologiske Underskudd

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

En Uforutsigbar Kronisk Mild Stress Protokoll for egge depressive symptomer, atferdsendringer og negative helseutfall hos gnagere

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

Adferdsforstyrrelser: en innovativ tilnærming til å overvåke regulerende effekt av en nutraceutical Diet

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

Uforutsigbare kronisk Mild Stress protokollen for å indusere Anhedonia i mus

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

Stress-forbedret frykt læring, en Robust gnager modell av posttraumatisk stresslidelse

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

En visuell Guide for å studere atferdsmessige forsvar til patogen angrep i Leaf-kutting maurene

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