Name: assessment of swim endurance and swim behavior in adult zebrafish
Uploaded: 2021-11-12T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Swim Endurance and Swim Behavior in Adult Zebrafish at JoVE.com

Vi takker Washington University Zebrafish Shared Resource for dyrepleje. Denne forskning blev støttet af NIH (R01 NS113915 til M.H.M.).

Voksne zebrafisk af Ekkwill- og AB-stammerne blev opretholdt på Washington University Zebrafish Core Facility. Alle dyreforsøg blev udført i overensstemmelse med IACUC's institutionelle dyreprotokoller.
BEMÆRK: Et eksempel på forsøgsopstillingen er vist i figur 1A. Kalibreringslåget (tilpasset), svømmeudholdenhedslåget (tilpasset) og svømmeadfærdslåget (standard, lukket tunnellåg) er vist i figur 1B. Den eksperimentelle a...

<ol>
	<li>Becker, C. G., Becker, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+regeneration+from+ependymo-radial+glial+cells:+cook,+little+pot,+cook.">Neuronal regeneration from ependymo-radial glial cells: cook, little pot, cook.</a> Developmental Cell. 32 (4), 516-527 (2015).</li><li>Mokalled, M. H., Poss, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+regeneration+toolkit.">A regeneration toolkit.</a> Developmental Cell. 47 (3), 267-280 (2018).</li><li>Orger, M. B., de Polavieja, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish+behavior:+opportunities+and+challenges.">Zebrafish behavior: opportunities and challenges.</a> Annual Review of Neuroscience. 40, 125-147 (2017).</li><li>Becker, C. G., Becker, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+zebrafish+as+a+model+for+successful+central+nervous+system+regeneration.">Adult zebrafish as a model for successful central nervous system regeneration.</a> Restorative Neurology and Neuroscience. 26 (2-3), 71-80 (2008).</li><li>Gurevich, D. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+division+of+clonal+muscle+stem+cells+coordinates+muscle+regeneration+in+vivo.">Asymmetric division of clonal muscle stem cells coordinates muscle regeneration in vivo.</a> Science. 353 (6295), (2016).</li><li>Mokalled, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injury-induced+ctgfa+directs+glial+bridging+and+spinal+cord+regeneration+in+zebrafish.">Injury-induced ctgfa directs glial bridging and spinal cord regeneration in zebrafish.</a> Science. 354 (6312), 630-634 (2016).</li><li>Kizil, C., Kaslin, J., Kroehne, V., Brand, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+neurogenesis+and+brain+regeneration+in+zebrafish.">Adult neurogenesis and brain regeneration in zebrafish.</a> Developmental Neurobiology. 72 (3), 429-461 (2012).</li><li>Wolman, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+genome-wide+screen+identifies+PAPP-AA-mediated+IGFR+signaling+as+a+novel+regulator+of+habituation+learning.">A genome-wide screen identifies PAPP-AA-mediated IGFR signaling as a novel regulator of habituation learning.</a> Neuron. 85 (6), 1200-1211 (2015).</li><li>Granato, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genes+controlling+and+mediating+locomotion+behavior+of+the+zebrafish+embryo+and+larva.">Genes controlling and mediating locomotion behavior of the zebrafish embryo and larva.</a> Development. 123, 399-413 (1996).</li><li>Brockerhoff, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+behavioral+screen+for+isolating+zebrafish+mutants+with+visual+system+defects.">A behavioral screen for isolating zebrafish mutants with visual system defects.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 92 (23), 10545-10549 (1995).</li><li>Moens, C. B., Yan, Y. L., Appel, B., Force, A. G., Kimmel, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Valentino:+a+zebrafish+gene+required+for+normal+hindbrain+segmentation.">Valentino: a zebrafish gene required for normal hindbrain segmentation.</a> Development. 122 (12), 3981-3990 (1996).</li><li>Cavone, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+unique+macrophage+subpopulation+signals+directly+to+progenitor+cells+to+promote+regenerative+neurogenesis+in+the+zebrafish+spinal+cord.">A unique macrophage subpopulation signals directly to progenitor cells to promote regenerative neurogenesis in the zebrafish spinal cord.</a> Developmental Cell. 56 (11), 1617-1630 (2021).</li><li>Reimer, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+neuron+regeneration+in+adult+zebrafish.">Motor neuron regeneration in adult zebrafish.</a> Journal of Neuroscience. 28 (34), 8510-8516 (2008).</li><li>Klatt Shaw, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localized+EMT+reprograms+glial+progenitors+to+promote+spinal+cord+repair.">Localized EMT reprograms glial progenitors to promote spinal cord repair.</a> Developmental Cell. 56 (5), 613-626 (2021).</li><li>Ahmed, R. U., Alam, M., Zheng, Y. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+spinal+cord+injury+and+behavioral+tests+in+laboratory+rats.">Experimental spinal cord injury and behavioral tests in laboratory rats.</a> Heliyon. 5 (3), 01324 (2019).</li><li>Pajoohesh-Ganji, A., Byrnes, K. R., Fatemi, G., Faden, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+combined+scoring+method+to+assess+behavioral+recovery+after+mouse+spinal+cord+injury.">A combined scoring method to assess behavioral recovery after mouse spinal cord injury.</a> Neuroscience Research. 67 (2), 117-125 (2010).</li><li>Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+sensitive+and+reliable+locomotor+rating+scale+for+open+field+testing+in+rats.">A sensitive and reliable locomotor rating scale for open field testing in rats.</a> Journal of Neurotrauma. 12 (1), 1-21 (1995).</li><li>Scheff, S. W., Saucier, D. A., Cain, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+statistical+method+for+analyzing+rating+scale+data:+the+BBB+locomotor+score.">A statistical method for analyzing rating scale data: the BBB locomotor score.</a> Journal of Neurotrauma. 19 (10), 1251-1260 (2002).</li><li>Li, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+behavioral+responses+of+zebrafish+larvae+to+yohimbine+treatment.">Differential behavioral responses of zebrafish larvae to yohimbine treatment.</a> Psychopharmacology (Berl). 232 (1), 197-208 (2015).</li><li>Wakamatsu, Y., Ogino, K., Hirata, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Swimming+capability+of+zebrafish+is+governed+by+water+temperature,+caudal+fin+length+and+genetic+background.">Swimming capability of zebrafish is governed by water temperature, caudal fin length and genetic background.</a> Scientific Reports. 9 (1), 16307 (2019).</li><li>Ahmed, O., Seguin, D., Gerlai, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+automated+predator+avoidance+task+in+zebrafish.">An automated predator avoidance task in zebrafish.</a> Behavioral Brain Research. 216 (1), 166-171 (2011).</li><li>Conradsen, C., McGuigan, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sexually+dimorphic+morphology+and+swimming+performance+relationships+in+wild-type+zebrafish+Danio+rerio.">Sexually dimorphic morphology and swimming performance relationships in wild-type zebrafish Danio rerio.</a> Journal of Fish Biology. 87 (5), 1219-1233 (2015).</li><li>Leris, I., Sfakianakis, D. G., Kentouri, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Are+zebrafish+Danio+rerio+males+better+swimmers+than+females.">Are zebrafish Danio rerio males better swimmers than females.</a> Journal of Fish Biology. 83 (5), 1381-1386 (2013).</li></ol>

Voksne zebrafisk er et populært hvirveldyrsystem til modellering af menneskelige sygdomme og undersøgelse af mekanismer for vævsregenerering. CRISPR/Cas9 genomredigering har revolutioneret omvendte genetiske studier til modellering af sygdomme hos zebrafisk; Genetik i stor skala hos voksne zebrafisk er imidlertid blevet hæmmet af biologiske og tekniske udfordringer, herunder manglende tilgængelighed af voksne zebrafiskvæv til fænotyping med høj kapacitet. I betragtning af den komplekse anatomi af voksne zebrafisk...

Voksne zebrafisk bruges eminent til at undersøge mekanismer for neuromuskulær og muskuloskeletal udvikling og sygdomsmodellering1,2,3. Zebrafisk er i stand til effektiv, spontan reparation af flere væv, herunder hjernen, rygmarven og skeletmuskulaturen4,5,6,7. Den bemærkelsesværdige evne til at regenerere neuromuskulært væv og modelsygdomme tiltrækker et voksende videnskabeligt samfund til voksen zebrafiskforskning1,2,3. Men mens assays af bevægelse og svømmeadfærd er tilgængelige og standardiserede for larver zebrafisk, er der et voksende behov for at udvikle analoge protokoller i voksne fisk8,9,10,11. Målet med denne undersøgelse er at beskrive protokoller til at kvantificere svømmeudholdenhed og svømmeadfærd hos voksne zebrafisk. Vi præsenterer disse protokoller i forbindelse med rygmarvsregenereringsforskning. Imidlertid er de adfærdsprotokoller, der er beskrevet her, lige så anvendelige til undersøgelser af neural og muskelregenerering, neuromuskulær og muskuloskeletal udvikling samt neuromuskulær og muskuloskeletal sygdomsmodellering.
Zebrafisk omvendt lammelse inden for 8 uger efter fuldstændig rygmarvstranssektion. I modsætning til dårligt regenerative pattedyr viser zebrafisk pro-regenerative immun-, neuronale og glialskaderesponser, der er nødvendige for funktionel rygmarvsreparation12,13,14. En ultimativ aflæsning af funktionel rygmarvsreparation er det læsionerede vævs evne til at genvinde sin funktion efter skade. En række standardiserede metoder til vurdering af funktionel regenerering hos gnavere omfatter lokomotoriske, motoriske, sensoriske og sensorimotoriske tests15,16,17. Udbredte tests i musens rygmarvsskade omfatter den lokomotoriske Basso Mouse Scale (BMS), forbensmotoriske tests, taktile sensoriske tests og gittergang sensorimotoriske tests15,17. I modsætning til pattedyrs- eller larvezebrafiskesystemer er adfærdstest i voksne zebrafisk mindre udviklede, men alligevel meget nødvendige for at imødekomme de voksende behov i vævsregenererings- og sygdomsmodelleringssamfundene.
Komplette rygmarvstransektioner resulterer i fuldstændig lammelse kaudal til skadestedet. Kort efter skaden er lammede dyr mindre aktive og undgår at svømme så meget som muligt. For at kompensere for tabt svømmekapacitet viser lammede dyr korte, hyppige udbrud ved at overbruge deres brystfinner, som ligger rostrale til læsionen. Denne kompenserende svømmestrategi resulterer i hurtig udmattelse og lavere svømmekapacitet. Efterhånden som zebrafiskens rygmarv regenererer, genvinder dyrene en glat oscillerende svømmefunktion kaudal til læsionen, hvilket giver mulighed for øget svømmeudholdenhed og forbedrede svømmeadfærdsparametre. Her beskriver vi metoder til at kvantificere zebrafiskens svømmeudholdenhed ved stigende vandstrømshastigheder og svømmeadfærd ved lave strømhastigheder.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>AutoSwim software</td>
			<td>Loligo Systems</td>
			<td>MI10000</td>
			<td>Optional - for Automatic control of current velocity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Customized lid</td>
			<td>Loligo Systems</td>
			<td>MI10001</td>
			<td>This customized lid is used for swim endurance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAQ-BT</td>
			<td>Loligo Systems</td>
			<td>SW10600</td>
			<td>Optional - for Automatic control of current velocity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eheim pump</td>
			<td>Loligo Systems</td>
			<td>PU10160</td>
			<td>20 L/min. This pump is placed in theflow-through tank.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiji</td>
			<td>Fiji</td>
			<td>Freely available through Image J (Fiji)</td>
			<td>Specific script available at https://github.com/MokalledLab/SwimBehavior</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flowtherm</td>
			<td>Loligo Systems</td>
			<td>AC10000</td>
			<td>Handheld digital flow meter - for calibration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Speed Camera</td>
			<td>Loligo Systems</td>
			<td>VE10380</td>
			<td>USB 3.0 color video camera (4MP)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR light panel</td>
			<td>Loligo Systems</td>
			<td>VE10775</td>
			<td>450 x 210 mm, placed under the swim tunnel&#160; chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monofocal lens</td>
			<td>Loligo Systems</td>
			<td>VE10388</td>
			<td>25mm manual lens</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVC Tubing</td>
			<td>VWR</td>
			<td>60985-534</td>
			<td>5/16 x 7/16&#34;&#160; Wall thickness: 1/16&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>R Studio</td>
			<td>R Studio</td>
			<td>Freely available. Version 3.6 with extra packages.</td>
			<td>Specific script available at https://github.com/MokalledLab/SwimBehavior</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Swim tunnel respirometer</td>
			<td>Loligo Systems</td>
			<td>SW10060</td>
			<td>5L (120V/60Hz). The system includes the swim chamber, motor, manual control of water current velocity, 1 pump placed inside the chamber, standard swim tunnel lid for swim behavior, and modified swim tunnel lid for calibration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>uEye Cockpit</td>
			<td>IDS</td>
			<td>Freely available software to control camera parameters</td>
			<td>Alternative cameras and accompanying softwares could be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vane wheel flow probe</td>
			<td>Loligo Systems</td>
			<td>AC10002</td>
			<td>Digital flow probe - for calibration</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessment of swim endurance and swim behavior in adult zebrafish

På grund af deres berømte regenerative kapacitet er voksne zebrafisk en førende hvirveldyrmodel til at forhøre mekanismer for medfødt rygmarvsregenerering. Efter fuldstændig transektion af deres rygmarv strækker zebrafisk glial- og aksonale broer over afskåret væv, regenererer neuroner proksimale til læsionen og genvinder deres svømmekapacitet inden for 8 uger efter skaden. Restitution af svømmefunktionen er således en central aflæsning for funktionel rygmarvsreparation. Her beskriver vi et sæt adfærdsmæssige analyser for at kvantificere zebrafiskens motoriske kapacitet inde i en lukket svømmetunnel. Målet med disse metoder er at tilvejebringe kvantificerbare målinger af svømmeudholdenhed og svømmeadfærd hos voksne zebrafisk. For svømmeudholdenhed udsættes zebrafisk for en konstant stigende vandstrømshastighed indtil udmattelse, og tid ved udmattelse rapporteres. Til vurdering af svømmeadfærd udsættes zebrafisk for lave strømhastigheder, og svømmevideoer optages med en dorsal visning af fisken. Procent aktivitet, burstfrekvens og tid brugt mod vandstrømmen giver kvantificerbare aflæsninger af svømmeadfærd. Vi kvantificerede svømmeudholdenhed og svømmeadfærd hos zebrafisk af vild type før skade og efter rygmarvstranssektion. Vi fandt ud af, at zebrafisk mister svømmefunktionen efter rygmarvstranssektion og gradvist genvinder denne kapacitet mellem 2 og 6 uger efter skaden. De metoder, der er beskrevet i denne undersøgelse, kan anvendes til neuroadfærdsmæssige, muskuloskeletale, skeletmuskelregenerering og neurale regenereringsstudier hos voksne zebrafisk.

Vi opstillede svømmetunnelen som beskrevet i afsnit 1 i denne protokol (figur 1). Vi vurderede svømmeudholdenhed (afsnit 2 i denne protokol) samt svømmeadfærd (afsnit 3 og 4 i denne protokol) hos voksne zebrafisk ved baseline og efter rygmarvsskade (figur 2).
Med henblik på at fastslå baselinemotorisk funktion undersøgte vi svømmeudholdenheden for zebrafisk af vildtypen under stigende vandstrømshastigheder (<strong class="xfi...

Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Swim Endurance and Swim Behavior in Adult Zebrafish at JoVE.com

Assessment of Swim Endurance and Swim Behavior in Adult Zebrafish

I stand til funktionel genopretning efter rygmarvsskade er voksne zebrafisk et førende modelsystem til at belyse medfødte mekanismer for neural regenerering. Her beskriver vi svømmeudholdenhed og svømmeadfærdsanalyser som funktionelle aflæsninger af rygmarvsregenerering.

Vurdering af svømmeudholdenhed og svømmeadfærd hos voksne zebrafisk

Due to their renowned regenerative capacity, adult zebrafish are a premier vertebrate model to interrogate mechanisms of innate spinal cord regeneration. ...

Zebrafisk tilbyder en værdifuld neural regenereringsmodel på grund af deres evne til at komme sig efter rygmarvsskade. Denne metode beskriver svømmeudholdenhed og svømmeadfærd som udlæsninger af funktionel rygmarvsreparation. Denne teknik giver pålidelig og kvantificerbar vurdering af svømmeudholdenhed og svømmeadfærd hos voksne zebrafisk.Disse metoder er lige så anvendelige til undersøgelser af neuromuskulær og muskuloskeletal udvikling, sygdom og regenerering. For at vurdere svømmeudholdenhed skal du åbne flowhastighedskontrolsoftwaren. Klik på feltet mærket Eksperiment, og fjern markeringen af Uswim og Uwater.Skift derefter strømningshastigheden i Uwater-boksen nederst til venstre for at justere vandstrømshastighederne. For at starte en automatiseret protokol skal du klikke på feltet Start logføring. I det dialogvindue, der åbnes, skal du vælge Automatiseret på rullelisten.For at åbne en tidligere gemt protokolfil skal du klikke på filikonet ved siden af protokolfilen. Konfigurer derefter outputfilen ved at klikke på filikonet ved siden af logfilen. I filudforskervinduet, der åbnes, skal du navngive outputfilen og gemme den på det ønskede sted.Konfigurer derefter et split lap timer-vindue for at sikre samtidig adgang til flowhastighedskontrolsoftwaren og timervinduerne på computerskærmen. Derefter skal du oprette en fiskeopsamlingstank til at huse de udmattede fisk efter deres fjernelse fra svømmetunnelen. Fyld opsamlingstanken og et langt polyvinylchloridrør med zebrafiskesystemvand.Anbring den ene ende af det fyldte rør i opsamlingstanken og den anden i buffertanken, hvilket sikrer, at vand frit kan strømme fra buffertanken ind i opsamlingstanken. Fastgør den øverste ende af røret med en bindemiddelclips for at forhindre vandgennemstrømning, og brug bindemiddelklemmen til at kontrollere udstrømningen af vand efter behov. Luk svømmetunnelen med svømmeudholdenhedslåget, før du placerer en gruppe fisk inde i svømmetunnelen.For at akklimatisere fisken til svømmetunnelen og strømningsretningen skal du starte split-omgangstimeren og justere strømhastigheden til nul centimeter i sekundet i de første fem minutter, ni centimeter i sekundet i de næste fem minutter og 10 centimeter i sekundet i de følgende fem minutter. Efter akklimatisering skal du åbne protokollen og starte det automatiserede flowhastighedskontrolprogram, som øger vandstrømshastigheden med to centimeter i sekundet hvert minut. Overvåg fisken for udmattelse.Udmattede fisk vil blive skubbet mod bagenden af svømmetunnelen. For at sikre, at en fisk er udmattet, skal du forsigtigt trykke på tunnelens bagende eller skabe en skygge over dette område for at stimulere fisken til at svømme. Udmattede fisk reagerede ikke på den forskrækkede stimulus og lå fladt i bagenden af tunnelen.Når en fisk er opbrugt, skal du løsne fiskeopsamlingsrøret. Åbn svømmetunnelvinduet og saml fiskene i opsamlingstanken. Optag tiden ved udmattelse ved hjælp af split lap timer.Når alle fiskene er opbrugt og samlet i opsamlingstanken, skal du klikke på knappen Nødstop på flowhastighedskontrolsoftwaren og stoppe timeren. For at optage film til svømmeadfærdsanalysen skal du placere en gruppe fisk i svømmetunnelen og lukke tunnelen ved hjælp af et standard, fuldt lukket låg. Åbn derefter et nyt optagelsesvindue, og navngiv filen.Klik ikke på Optag endnu. Før du begynder et nyt eksperiment, skal du placere et papirhåndklæde eller et stykke stof på siden af svømmetunnelen for at sikre, at al adfærd skyldes fiskesvømning og ikke på grund af en forskrækkelsesreaktion forårsaget af bevægelse i miljøet. Når du har sikret, at vandet er roligt, og at der ikke bevæger sig krusninger over rammen, skal du klikke på Optag i kameraets softwarevindue for at begynde at optage filmfilen.Klik derefter på Start i flowhastighedskontrolsoftwaren for at starte protokollen, som fortsætter uafbrudt. Se filmen for at sikre, at ingen rammer tabes, at der ikke er bobler i synsfeltet, og at alle fisk optages. Når filmoptagelsen er afsluttet, skal du klikke på Nødstop for at afslutte flowhastighedskontrolprotokollen og kontrollere, at dataoutputfilen gemmes automatisk.Luk derefter optagelsesvinduet for at gemme filmfilen. Efter optagelsen skal du fjerne låget. Hent forsigtigt fiskene og returner dem til deres tank.For at analysere de optagne film skal du åbne tracking_v2. ijm script i Fiji og klik på Kør for at starte programmet. I popup-vinduet skal du vælge den mappe, der indeholder de svømmeadfærdsfilm, der skal spores, og klikke på Åbn.Se efter ramme en af de første film, en dialogboks og den interesseområde eller ROI-manager, der kommer op. Følg anvisningerne i dialogboksen, og opret et investeringsafkast i bunden af svømmetunnelkammeret. Klik derefter på OK og sørg for, at der ikke ses sorte hjørner.Tærskelvinduet åbnes sammen med en redigeret tærskelramme. Skift farveskemaet fra sort / hvid til rød, og juster den maksimale værdi, indtil ramme et kun viser fisken i rødt og intet andet. Optag tærsklen, og klik på OK i dialogboksen.For at justere, samle og erhverve beskrivende statistikker skal du åbne SwimBehavior_v7-3. R-script i RStudio, og klik på Kilde i øverste højre hjørne af scriptafsnittet. I et nyt vindue, der åbnes, skal du vælge den mappe, der indeholder _raw.csv-filer genereret af Fiji, og klik på Åbn. Programmet kører automatisk. I popup-dialogboksen skal du bekræfte antallet af fisk i hver film.Klik på Ja, hvis de givne tal er korrekte, eller nej, hvis tallene er forkerte. Når filerne er justeret, skal du kontrollere, om der er en nygenereret _aligned. csv-fil.Når du har sikret, at programmet kombinerer dataene, kører statistik og afbilder outputgrafer, skal du kontrollere, om analysefilerne er genereret i en ny mappe mærket Resultater i den overordnede mappe, der indeholder _raw. csv og _aligned. csv-filer.Svømmeudholdenhed vurderet til to, fire og seks uger efter skaden viste et 60% tab af svømmeudholdenhedskapacitet efter to uger. Den regenererende fisk genvandt gradvist svømmeudholdenhed fire og seks uger efter skaden. I svømmeadfærdsanalysen svømmede kontrollerne støt i den forreste del af svømmetunnelkammeret svarende til en forhøjet Y-position.I modsætning hertil kunne skadede fisk to uger efter skaden ikke opretholde en stabil svømmekapacitet mod strømmen. Derfor er deres svømmebaner mere uregelmæssige, med et generelt fald i Y-positionen. Y-positionen steg fire og seks uger efter skaden, hvilket indikerer, at regenererende dyr gradvist genvandt deres evne til at svømme.I forhold til uskadte kontroller var læsionerede dyr to uger efter skaden markant mindre aktive, gik i stå i den bageste kvadrant i svømmetunnelen og mistede deres evne til at svømme mod lavstrømshastigheder. I overensstemmelse med deres medfødte evne til at opnå funktionel genopretning normaliserede læsionerede dyr gradvist svømmeadfærdsparametre fire og seks uger efter skaden. Brugen af flowhastighedsstyringssoftwaren i denne protokol er valgfri.Alternativet er at styre vandstrømsmotoren manuelt. De assays, der er beskrevet i denne undersøgelse, kan bruges til at forscreene for neurale, muskulære eller skeletfænotyper. Vævet af interesse kan derefter høstes til histologisk eller molekylær undersøgelse.Vores laboratorium og andre har brugt denne protokol til at identificere gener, der er nødvendige for medfødt neural reparation og faktorer, der er tilstrækkelige til at forbedre neural regenerering.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Studying the Integration of Adult-born Neurons

Neurogenesis occurs in adult mammalian brains in the sub-ventricular zone (SVZ) of the lateral ventricle and in the sub-granular zone (SGZ) of the ...

The Mouse Forced Swim Test

The Mouse Tvungen Swim Test

The forced swim test is a rodent behavioral test used for evaluation of antidepressant drugs, antidepressant efficacy of new compounds, and experimental ...

Retrograde Labeling of Retinal Ganglion Cells in Adult Zebrafish with Fluorescent Dyes

Retrograd Mærkning af retina-ganglieceller i Voksen Zebrafisk med fluorescerende farvestoffer

As retrograde labeling retinal ganglion cells (RGCs) can isolate RGCs somata from dying sites, it has become the gold standard for counting RGCs in RGCs ...

Electrophysiological Recording in the Brain of Intact Adult Zebrafish

Elektrofysiologiske optagelse i hjernen af ​​intakte Voksen Zebrafisk

Previously, electrophysiological studies in adult zebrafish have been limited to slice preparations or to eye cup preparations and electrorentinogram ...

Automated Analysis of C. elegans Swim Behavior Using CeleST Software

Automated Analysis of C. elegans Swim Behavior Using CeleST Software

Automatiseret Analyse af<em&gt; C. elegans</em&gt; Swim Behavior Brug Celest Software

Dissecting the neuronal and neuromuscular circuits that regulate behavior remains a major challenge in biology. The nematode Caenorhabditis elegans has ...

Modeling Amyloid-&#946;42 Toxicity and Neurodegeneration in Adult Zebrafish Brain

Modellering Amyloid-β42 toksicitet og Neurodegeneration i voksen zebrafisk hjerne

Alzheimer's disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disease in which accumulation of toxic amyloid-&#946;42 (A&#946;42) peptides leads to ...

Assessment of Long-term Depression Induction in Adult Cerebellar Slices

Vurdering af langvarig depression induktion i voksne cerebellar skiver

Synaptic plasticity provides a mechanism for learning and memory. For cerebellar motor learning, long-term depression (LTD) of synaptic transmissions from ...

A Scalable Model to Study the Effects of Blunt-Force Injury in Adult Zebrafish

En skalerbar model til at studere virkningerne af Blunt-Force Skade i voksen zebrafisk

Blunt-force traumatic brain injuries (TBI) are the most common form of head trauma, which spans a range of severities and results in complex and ...

Shuttle Box Assay as an Associative Learning Tool for Cognitive Assessment in Learning and Memory Studies using Adult Zebrafish

Shuttle Box Assay som et associativt læringsværktøj til kognitiv vurdering i lærings- og hukommelsesstudier ved hjælp af voksne zebrafisk

Cognitive deficits, including impaired learning and memory, are a primary symptom of various developmental and age-related neurodegenerative diseases and ...

Deep-Tissue Three-Photon Fluorescence Microscopy in Intact Mouse and Zebrafish Brain

Dybvævsmikroskopi af tre-fotonfluorescens i intakt muse- og zebrafiskhjerne

Multiphoton microscopy techniques, such as two-photon microscopy (2PM) and three-photon microscopy (3PM), are powerful tools for deep-tissue in vivo ...