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 dyrepleie. Denne forskningen ble støttet av NIH (R01 NS113915 til M.H.M.).

Voksen sebrafisk av Ekkwill- og AB-stammene ble opprettholdt ved Washington University Zebrafish Core Facility. Alle dyreforsøk ble utført i samsvar med IACUC institusjonelle dyreprotokoller.
MERK: Et eksempel på det eksperimentelle oppsettet vises i figur 1A. Kalibreringslokket (tilpasset), utholdenhetslokket for svømming (tilpasset) og svømmeadferdslokket (standard, vedlagt tunnellokk) er vist i figur 1B. Den eksperimentelle ar...

<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>

Voksen sebrafisk er et populært virveldyrsystem for modellering av menneskelige sykdommer og studiemekanismer for vevregenerering. CRISPR/Cas9 genomredigering har revolusjonert omvendt genetiske studier for modellering av sykdom hos sebrafisk; Imidlertid har storskala genetikk i voksen sebrafisk blitt hindret av biologiske og tekniske utfordringer, inkludert utilgjengeligheten av voksne sebrafiskvev til høygjennomstrømning fenotyping. Gitt den komplekse anatomien til voksen sebrafisk, er langvarig histologisk behandli...

Voksen sebrafisk brukes eminent til å undersøke mekanismer for nevromuskulær og muskuloskeletal utvikling og sykdomsmodellering1,2,3. Sebrafisk er i stand til effektiv, spontan reparasjon av flere vev, inkludert hjernen, ryggmargen og skjelettmuskelen4,5,6,7. Den bemerkelsesverdige kapasiteten til å regenerere nevromuskulært vev og modellsykdommer tiltrekker seg et voksende vitenskapelig samfunn til voksen sebrafiskforskning1,2,3. Men mens analyser av bevegelse og svømmeadferd er tilgjengelig og standardisert for larval sebrafisk, er det et økende behov for å utvikle analoge protokoller i voksenfisk8,9,10,11. Målet med denne studien er å beskrive protokoller for å kvantifisere svømme utholdenhet og svømmeadferd i voksen sebrafisk. Vi presenterer disse protokollene i sammenheng med ryggmargsregenereringsforskning. Imidlertid er atferdsprotokollene beskrevet her like anvendelige for studier av nevral og muskelregenerering, nevromuskulær og muskuloskeletal utvikling, samt nevromuskulær og muskuloskeletal sykdomsmodellering.
Sebrafisk omvendt lammelse innen 8 uker etter fullstendig ryggmargstranseksjon. I motsetning til dårlig regenerative pattedyr, viser sebrafisk pro-regenerative immun-, nevronale og glial skaderesponser som kreves for funksjonell ryggmargsreparasjon12,13,14. En ultimate avlesning av funksjonell ryggmargsreparasjon er evnen til det lesjonerte vevet til å gjenvinne sin funksjon etter skade. En pakke med standardiserte metoder for å vurdere funksjonell regenerering hos gnagere inkluderer lokomotoriske, motoriske, sensoriske og sensoriske tester15,16,17. Mye brukt tester i musen ryggmargsskade inkluderer locomotor Basso Mouse Scale (BMS), forelimb motor tester, taktile sensoriske tester, og grid walking sensorimotoriske tester15,17. I motsetning til pattedyr- eller larval sebrafisksystemer er atferdstester i voksen sebrafisk mindre utviklet, men mye nødvendig for å imøtekomme de voksende behovene til vevsregenererings- og sykdomsmodelleringssamfunnene.
Komplette ryggmargstranseksjoner resulterer i fullstendig lammelse kaudal til skadestedet. Kort tid etter skaden er lammede dyr mindre aktive og unngår å svømme så mye som mulig. For å kompensere for tapt svømmekapasitet viser lammede dyr korte, hyppige brister ved å overbruke brystfinner, som ligger rostral til lesjonen. Denne kompenserende svømmestrategien resulterer i rask utmattelse og lavere svømmekapasitet. Når sebrafiskens ryggmarg regenererer, gjenvinner dyrene en jevn oscillatorisk svømmefunksjon caudal til lesjonen, noe som gir økt svømme utholdenhet og forbedrede svømmeadferdsparametere. Her beskriver vi metoder for å kvantifisere sebrafisk svømme utholdenhet ved å øke vannstrømmens hastigheter og svømmeadferd ved lave strømhastigheter.

<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 grunn av deres anerkjente regenerative kapasitet er voksen sebrafisk en førsteklasses virveldyrmodell for å forhøre mekanismer for medfødt ryggmargsregenerering. Etter fullstendig transeksjon av ryggmargen strekker sebrafisk glial- og axonalbroer over avkuttet vev, regenererer nevroner proksimalt til lesjonen, og gjenvinner svømmekapasiteten innen 8 uker etter skade. Gjenoppretting av svømmefunksjon er dermed en sentral avlesning for funksjonell ryggmargsreparasjon. Her beskriver vi et sett med atferdsanalyser for å kvantifisere sebrafiskmotorkapasitet inne i en lukket svømmetunnel. Målet med disse metodene er å gi kvantifiserbare målinger av svømme utholdenhet og svømmeadferd i voksen sebrafisk. For svømme utholdenhet blir sebrafisk utsatt for en stadig økende vannstrømhastighet til utmattelse, og tid ved utmattelse rapporteres. For vurdering av svømmeadferd blir sebrafisk utsatt for lave strømhastigheter og svømmevideoer er fanget med en dorsal visning av fisken. Prosentaktivitet, burstfrekvens og tid brukt mot vannstrømmen gir kvantifiserbare avlesninger av svømmeatferd. Vi kvantifiserte svømme utholdenhet og svømmeadferd i vill type sebrafisk før skade og etter ryggmargstranseksjon. Vi fant ut at sebrafisk mister svømmefunksjonen etter ryggmargstranseksjon og gradvis gjenvinner denne kapasiteten mellom 2 og 6 uker etter skade. Metodene beskrevet i denne studien kan brukes på nevrobehavioral, muskuloskeletal, skjelettmuskulaturregenerering og nevrale regenereringsstudier hos voksne sebrafisk.

Vi setter opp svømmetunnelen som beskrevet i avsnitt 1 i denne protokollen (figur 1). Vi vurderte svømme utholdenhet (avsnitt 2 i denne protokollen) samt svømmeadferd (avsnitt 3 og 4 i denne protokollen) av voksen sebrafisk ved baseline og etter ryggmargsskade (figur 2).
For å etablere baseline motorfunksjon undersøkte vi svømme utholdenheten til villfisk under økende vannstrømhastigheter (figur 3A</strong...

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 funksjonell utvinning etter ryggmargsskade, er voksen sebrafisk et førsteklasses modellsystem for å belyse medfødte mekanismer for nevral regenerering. Her beskriver vi svømme utholdenhet og svømmeadferd analyser som funksjonelle avlesninger av ryggmargsregenerering.

Vurdering av svømme utholdenhet og svømmeadferd i voksen sebrafisk

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

Sebrafisk tilbyr en verdifull nevral regenereringsmodell på grunn av deres evne til å gjenopprette fra ryggmargsskade. Denne metoden beskriver svømme utholdenhet og svømmeadferd som avlesninger av funksjonell ryggmargsreparasjon. Denne teknikken gir pålitelig og kvantifiserbar vurdering av svømme utholdenhet og svømmeadferd i voksen sebrafisk.Disse metodene er like anvendelige for studier av nevromuskulær og muskuloskeletal utvikling, sykdom og regenerering. For å vurdere svømme utholdenhet, åpne programvaren for flythastighetskontroll. Klikk på boksen merket Eksperiment og fjern merket for Uswim og Uwater.Endre deretter strømningshastigheten i Uwater-boksen nederst til venstre for å justere vannstrømhastighetene. Hvis du vil starte en automatisert protokoll, klikker du Start logging -boksen. Velg Automatisert fra rullegardinlisten i dialogvinduet som åpnes.Hvis du vil åpne en tidligere lagret protokollfil, klikker du filikonet ved siden av protokollfilen. Deretter konfigurerer du utdatafilen ved å klikke på filikonet ved siden av loggfilen. I filutforskervinduet som åpnes, navngir du utdatafilen og lagrer den på ønsket sted.Deretter konfigurerer du et tidsvindu for delt runde for å sikre samtidig tilgang til programvaren for flythastighetskontroll og tidtakervinduer på dataskjermen. Deretter setter du opp en fiskeoppsamlingstank for å huse den utmattede fisken etter fjerning fra svømmetunnelen. Fyll oppsamlingstanken og et langt polyvinylkloridrør med sebrafisksystemvann.Plasser den ene enden av det forhåndsfylte røret i oppsamlingstanken og en annen i buffertanken, og sørg for at vann fritt kan strømme fra buffertanken inn i oppsamlingstanken. Klem den øvre enden av røret med en bindemiddelklemme for å hindre vannstrøm, og bruk bindemiddelklemmen til å kontrollere utstrømningen av vann etter behov. Lukk svømmetunnelen med svømmelokket før du plasserer en gruppe fisk inne i svømmetunnelen.For å akklimatisere fisken til svømmetunnelen og strømningsretningen, start den delte rundetidtakeren og juster gjeldende hastighet til null centimeter per sekund de første fem minuttene, ni centimeter per sekund i de neste fem minuttene og 10 centimeter per sekund i de neste fem minuttene. Etter akklimatisering, åpne protokollen og start det automatiserte strømningshastighetskontrollprogrammet, som vil øke vannstrømmens hastighet med to centimeter per sekund hvert minutt. Overvåk fisken for utmattelse.Utmattet fisk vil bli skjøvet mot bakenden av svømmetunnelen. For å sikre at en fisk er utmattet, trykk forsiktig på bakenden av tunnelen eller lag en skygge over det området for å stimulere fisken til å svømme. Utmattet fisk reagerte ikke på startle stimulansen og lå flatt i bakenden av tunnelen.Når en fisk er utmattet, løsner du fiskeoppsamlingsrøret. Åpne svømmetunnelvinduet og samle fisken i oppsamlingstanken. Registrer tiden ved utmattelse ved hjelp av den delte rundetidtakeren.Etter at all fisken er oppbrukt og samlet i oppsamlingstanken, klikker du på Nødstopp-knappen på programvaren for strømningshastighetskontroll og stopper tidtakeren. For å fange filmer for svømmeadferdsanalysen, plasser en gruppe fisk i svømmetunnelen og lukk tunnelen ved hjelp av et standard, fullt lukket lokk. Åpne deretter et nytt opptaksvindu og gi filen et navn.Ikke klikk Spill inn ennå. Før du begynner et nytt eksperiment, legg et papirhåndkle eller et stykke stoff på siden av svømmetunnelen for å sikre at all oppførsel skyldes fiskesvømming, og ikke på grunn av en startrespons forårsaket av bevegelse i miljøet. Etter å ha sørget for at vannet er rolig og ingen krusninger beveger seg over rammen, klikker du på Record i kameraets programvarevindu for å begynne å spille inn filmfilen.Klikk deretter på Start i flythastighetskontrollprogramvaren for å starte protokollen, som vil fortsette uavbrutt. Se filmen for å sikre at ingen rammer blir droppet, det er ingen bobler i synsfeltet, og alle fiskene er registrert. Når filmopptaket er fullført, klikker du på Nødstopp for å avslutte flythastighetskontrollprotokollen og kontrollere at utdatafilen lagres automatisk.Lukk deretter innspillingsvinduet for å lagre filmfilen. Fjern lokket etter opptaket. Hent fisken forsiktig og returner dem til tanken.Hvis du vil analysere de innspilte filmene, åpner du tracking_v2. ijm script i Fiji og klikk på Kjør for å starte programmet. I popup-vinduet velger du mappen som inneholder svømmeadferdsfilmene som skal spores, og klikker på Åpne.Se etter ramme inn en av de første filmene, en dialogboks og interesseområdet, eller ROI-lederen, som vil komme opp. Følg instruksjonene i dialogboksen og lag en avkastning nederst i svømmetunnelkammeret. Klikk deretter på OK og sørg for at ingen svarte hjørner blir sett.Terskelvinduet åpnes sammen med en redigert terskelramme. Endre fargevalget fra svart-hvitt til rødt, og juster maksimumsverdien til ramme én bare viser fisken i rødt og ingenting annet. Registrer terskelen, og klikk OK i dialogboksen.Hvis du vil justere, sette sammen og anskaffe beskrivende statistikk, åpner du SwimBehavior_v7-3. R script i RStudio og klikk på Kilde øverst til høyre i skriptdelen. Velg mappen som inneholder _raw, i et nytt vindu som åpnes.CSV-filer generert av Fiji, og klikk Åpne. Programmet kjøres automatisk. I popup-dialogboksen bekrefter du antall fisk i hver film.Klikk på Ja hvis de gitte tallene er riktige eller nei hvis tallene er feil. Når filene er justert, ser du etter en nylig generert _aligned. CSV-filen.Når du har forsikret deg om at programmet kombinerer dataene, kjører statistikk og tegner inn utdatadiagrammer, ser du etter analysefilene som genereres i en ny mappe kalt Resultater i den overordnede mappen som inneholder _raw. csv og _aligned. csv-filer.Svømme utholdenhet vurdert på to, fire og seks uker etter skade viste en 60% tap av svømme utholdenhet kapasitet på to uker. Den regenererende fisken fikk gradvis svømme utholdenhet på fire og seks uker etter skaden. I svømmeadferdsanalysen svømte kontrollene jevnt i den fremerlige delen av svømmetunnelkammeret som tilsvarer en forhøyet Y-posisjon.Til sammenligning, ved to uker etter skade, kunne skadet fisk ikke opprettholde jevn svømmekapasitet mot strømmen. Følgelig er svømmebanene deres mer uregelmessige, med en generell nedgang i Y-posisjon. Y-posisjonen økte med fire og seks uker etter skaden, noe som indikerer at regenererende dyr gradvis gjenvunnet sin evne til å svømme.I forhold til uskadede kontroller var lesjonerte dyr ved to uker etter skaden markert mindre aktive, stoppet i den bakre kvadranten i svømmetunnelen, og mistet evnen til å svømme mot lavstrømshastigheter. I samsvar med deres medfødte evne til å oppnå funksjonell utvinning, normaliserte lesjonerte dyr gradvis svømmeadferdsparametere ved fire og seks uker etter skade. Det er valgfritt å bruke programvaren for flythastighetskontroll i denne protokollen.Alternativet er å manuelt kontrollere vannstrømmotoren. Analysene beskrevet i denne studien kan brukes til å pre-screen for nevrale, muskuløse eller skjelettfenotyper. Vevet av interesse kan deretter høstes for histologisk eller molekylær undersøkelse.Laboratoriet vårt og andre har brukt denne protokollen til å identifisere gener som kreves for medfødt nevral reparasjon og faktorer som er tilstrekkelige til å forbedre nevral 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 Tvunget 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 Merking av retinal ganglion celler i voksen sebrafisk med fluorescerende fargestoffer

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

Elektro opptak i hjernen til Intakt Adult Sebrafisk

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

Automatisert analyse av<em&gt; C. elegans</em&gt; Swim Opptreden Bruke Celest programvare

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 giftighet og Neurodegeneration i voksen sebrafisk hjernen

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 av lang tids depresjon induksjon i voksen lillehjernen 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 modell for å studere effekten av stump kraftskade hos voksen sebrafisk

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 assosiativt læringsverktøy for kognitiv vurdering i lærings- og minnestudier ved hjelp av voksen sebrafisk

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

Dypvev tre-foton fluorescens mikroskopi i intakt mus og sebrafisk hjerne

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