제 브라 피시에서 선천적인 스트레스를 연구 하는 행동 접근법

Summary

이 원고는 성인 제 브라 피시에서 행동 하는 스트레스를 측정 하는 간단한 방법을 설명 합니다. 이 접근법은 zebrafish가 스트레스가 많은 상태일 때 탱크의 아래쪽 절반을 선호 하는 타고 난 경향을 활용 합니다. 우리는 또한 약리학으로 분석을 결합 하는 방법을 설명 합니다.

Abstract

스트레스 자극에 적절 하 게 대응 하는 것은 유 기체의 생존을 위해 필수적입니다. 광범위 한 연구는 스트레스 관련 질병 및 정신 질환의 넓은 스펙트럼에 이루어졌다, 그러나 스트레스의 유전 및 신경 조절에 대 한 추가 연구는 여전히 더 나은 치료법을 개발 하는 데 필요한. Zebrafish는 돌연변이 및 형질 전환 라인의 큰 컬렉션이 존재 하기 때문에 스트레스의 신경 기초가 되는 것을 조사 하기 위한 강력한 유전 모델을 제공 합니다. 또한, 약리학은 쉽게 제 브라 피쉬에 적용 할 수 있습니다, 대부분의 약물은 물에 직접 추가 할 수 있습니다. 우리는 여기에서 ‘ 소설 탱크 테스트 ‘를 사용 하 여 zebrafish에서 선천적인 스트레스 반응을 연구 하 고 분석 법을 사용 하 여 잠재적인 완화 약물을 검증할 수 있는 방법을 보여줍니다. 이 방법은 쉽게 zebrafish 라인과 결합 될 수 있다 유전자 돌연변이를 품고, 또는 정확한 신경 회로를 조작 하기 위한 트랜스 제 닉 접근이 사용 되는 그. 분석은 또한 다른 물고기 모형에서 사용 될 수 있습니다. 함께, 설명 된 프로토콜은 다른 실험실에이 간단한 분석의 채택을 촉진 한다.

Introduction

스트레스 반응은 잠재적으로 유해한 또는 회피 자극으로 인해 변경 된 행동 및 생리 적 상태입니다. 스트레스 반응은 동물의 왕국 전체에 걸쳐 보존 되 고, 유기 체¹의 생존에 중요 하다. 수십 년의 연구는 스트레스 상태를 기본으로 하는 유전 및 신경 메커니즘의 일부에 대 한 우리의 지식을 크게 확장 했습니다. 오늘, 복숭아 류 및 striatum와 같은 뇌의 영역², 및 글 루 코 코르 티코 이드 (gr) 및 mineralocorticoid 수용 체 와 같은 유전적 요인 ( 씨)는 광범위 하 게 연구 되었다³,⁵,⁶. 이러한 중요 한 결과에도 불구 하 고, 많은 스트레스의 유전 및 신경 조절에 대 한 알려지지 않은 남아. 이와 같이, 많은 스트레스 관련 장애는 치료제의 부족으로 고통.

유전적으로 amendable 모형 유기 체는 행동의 유전 그리고 신경 세포 통제의 연구 결과에 있는 유용한 공구를 제공 합니다. 특히 물고기 모델은 매우 강력 합니다: 그들은 짧은 생성 시간을 가진 작은 유기 체 이며, 실험실 설정에서의 사용은 facile, 그들의 게놈은 쉽게 수정, 척추 동물로, 그들은 뿐만 아니라 유전을 공유, 뿐만 아니라 신경 해부학 포유류 대응^7,8과 상 동성. 스트레스를 측정 하기 위한 표준 분석은 유전자 돌연변이를 하는 zebrafish 라인과 짝을 이룰 수 있고, 또는 정확한 뉴런 서브 세트의 조작이 가능 하며, 단일 유전자 또는 정의 된 뉴런의 효과를 신속 하 고 효율적으로 평가할 수 있습니다.

행동, 스트레스 반응은 하이퍼 활동의 기간 또는 비활동의 장기간 (‘ 동결 ‘과 유사)⁹, 감소 된 탐사¹⁰, 급속 한 호흡, 감소 된 음식 섭취 량 (¹¹) 및 장소-탱크의 바닥에 대 한 선호도¹². 예를 들어, 익숙하지 않은 탱크에 배치 할 때, 성인 제 브라 피시 및 기타 작은 물고기 모델은 탱크의 하단 절반에 대 한 초기 선호도를 보여 아직, 시간이 지남에 따라, 물고기는 거의 동등한 주파수¹²로 상단과 하단 반쪽을 탐험 하기 시작 합니다. 불안을 감소 시키는 것으로 알려진 약물을 가진 성인의 치료는 물고기를 바로 상단^10,13을 탐구 하는 원인. 반대로, 불안을 증가 시키는 약은 수조^12,14,15의 아래쪽 절반에 대 한 강한 선호도를 표시 하는 물고기를 야기 한다. 따라서, 탱크의 하단 절반에 대 한 탐사 및 선호도 감소는 스트레스의 간단 하 고 신뢰할 수 있는 지표입니다.

대부분의 척추 동물과 마찬가지로, 어류의 스트레스 반응은 시상 하 부 뇌 하 수 체 간 신장 축 (hpi)의 활성화에 의해 구동 됩니다 (포유류에서 시상 하 체-뇌 부 신 (HPA) 축과 유사 하다)^14,16. 시상 하 부 뉴런 호르몬 corticotropin 호르몬을 발현 (CRH) 뇌 하 수 체에 신호, 차례 차례로 출시 호르몬을 방출 자극 (ACTH). Acth는 다 수의 하류 표적을가지고 있는 코 티 솔을 생산 하 고 분 비 하는 간 신장 동맥에 신호를 보냅니다¹⁶, 그 중 하나는 crh-시상 하 부 뉴런을 생산 하는 것의 부정적인 피드백 인^{3,17, 18,19}.

여기에서, 우리는 타고 난 스트레스의 행동 측정을 평가 하는 방법을 설명 합니다. 행동을 위해, 우리는 새로운 탱크 다이빙 테스트^12,14를 사용 하 여 프로토콜을 자세히 설명 합니다. 그런 다음 우리는 예를 들어, 알려진 완화 약물, 부 피 라 네가 스트레스의 행동 조치를 감소 시킨다는 것을 보여줍니다.

Protocol

이 의정서는 제도적 동물 관리에 의해 승인 되었으며, 플로리다 대서양 대학에 커 먹 잇을 사용 합니다. 1. 준비 행동 연구를 수행 하기 위한 고립 된 방을 지정 하거나 고립 되어 있도록 룸의 섹션을 닫습니다.참고: 객실은 방해 받지 않고 물고기의 정상적인 행동을 방해 하지 않도록 트래픽이 낮습니다. 다음과 같은 재료와 장비를 행동 실에 옮깁니다: (i) 카?…

Representative Results

제 브라 피시에서의 스트레스 검사야생 형 제 브라 피시에서 시간이 지남에 따라 스트레스 거동을 검사 하기 위해, 우리는 새로운 탱크 테스트에서 AB 스트레인24 에서 성인 물고기를 테스트 했습니다. AB 성인은 상기와 같은 프로토콜을 실시 하였다. 간단히, 물고기는 행동 실에 있는 탱크에서 1-h 순응 기간을 받았다. 개인은 10 분 동안 비 커에 ?…

Discussion

제 브라 피시는 새로운 탱크에서 강력한 스트레스 반응을 보입니다.
여기서, 우리는 성인 zebrafish에서 스트레스 응답을 검사 하기 위한 간단한 행동 접근법을 설명 하 고 약리학을 사용 하 여 스트레스의 간단한 측정으로 접근 방식을 검증 합니다.

새로운 탱크 시험은 제 브라 피시와 다른 종의 물고기^12,14,<sup class="x…

Materials

Camera			We use Point Grey Grasshopper3 USB camera with lens from Edmund Optics.
Infrared filter	Edmund Optics
Video Acquisition Program			Use programs such as Virtualdub or FlyCapture because the acquisition framerate can be set.
Infrared LED lights
Assay tank	Aquaneering	Part number ZT180	Size: M3 1.8 liter
Stand and clamp, or standard tripod for camera
250mL beaker
Tracking software			We use Ethovision XT 13 from Noldus Information Technology
Buspirone chloride	Sigma-Aldrich	B7148
Randomized trial generator			We use the RANDBETWEEN function in Microsoft Excel