제브라피쉬를 모델 시스템으로 사용하는 3챔버 선택 행동 작업
Summary
우리는 인지 성능을 평가하기 위해 설계된 행동 챔버를 제시한다. 우리는 일단 인수한 후, 제브라피쉬가 8주 후에 그 일을 기억한다는 것을 보여주는 데이터를 제공합니다. 우리는 또한 고혈당 얼룩말 물고기인지 성능을 변경 했다 보여줍니다., 이 패러다임 인식 및 메모리를 평가 하는 연구에 적용 할 수 있음을 나타내는.
Abstract
신경 퇴행성 질환은 연령에 따라 다르고 쇠약하며 불치입니다. 최근 보고서는 또한 기억 및 인지 장애의 변화와 고혈당증을 상관. 우리는 고혈당 제브라피시와 함께 사용하기 위해 설치류와 유사한 3 챔버 선택 인지 작업을 수정하고 개발했습니다. 테스트 챔버는 중앙에 위치한 시작 챔버와 양쪽에 두 개의 선택 구획으로 구성되어 있으며, 보상으로 사용되는 동특화 의 숄. 우리는 일단 인수한 후, 제브라피쉬가 적어도 8주 후에 작업을 기억한다는 것을 보여주는 데이터를 제공합니다. 우리의 데이터는 제브라피쉬가 이 보상에 강력하게 반응한다는 것을 표시하고, 우리는 처리의 4 주 후에 고혈당 물고기에 있는 인식 적자를 확인했습니다. 이 행동 분석은 또한 인식 및 기억과 관련 있는 그밖 연구 결과에 적용될 수 있습니다.
Introduction
신경 퇴행성 질환은 연령에 따라 다르고 쇠약하며 불치입니다. 이 질병은 보급에서 증가하고, 새로운 치료 전략을 개선하고 개발하는 긴급한 필요의 결과로. 각 질병의 발병 및 프리젠 테이션은 독특하며, 일부는 언어, 모터 및 자율 뇌 영역에 영향을 미치며 다른 질병은 학습 적자 및 기억 상실1을유발합니다. 가장 주목할 만한 것은, 인지 적자 및/또는 손상은 모든 신경 퇴행성 질환2에걸쳐 가장 널리 퍼진 합병증입니다. 이러한 신경 퇴행성 질환에 관여하는 근본적인 메커니즘에 빛을 흘리기 위해, 많은 다른 모델 시스템 (설치류와 인간과 같은 고차 척추 동물에 Drosophila에 단세포 유기체를 포함)의 사용이 사용되었습니다; 그러나, 신경 퇴행성 질환의 대부분은 불치의 남아.
학습과 기억은 환경에 대한 지속적인 변화로 인해 적응3이필요하기 때문에 유기체 들 사이에서 매우 보존된 과정입니다. 인지 및 시 냅 스 가소성 모두에서 손상 여러 설치류 모델에서 입증 되었습니다. 구체적으로, 잘 확립된 행동적 인약은 다양한 장애 유발 질환 및 장애4에따른 인지 변화를 평가하기 위해 연관 학습을 사용한다. 또한, 대조 차별 반전 은 높은 순서 학습 및 메모리 기능을 포함 하기 때문에 인지 적자를 평가, 반전 이전에 배운 협회의 억제에 따라 달라 집니다. 널리 사용되는 3 챔버 선택 작업은 중추신경계의학습 및 메모리 경로에서 가능한 적자를 해명5,6. 최근에는 유충에서성인7,8까지다양한 연령대의 패러다임이 개발됨에 따라 제브라피쉬(Daniorerio)와같은 비포유류 모델을 포함하도록 확장되고 있다.
Zebrafish는 행동 기술로 인지 장애의 평가에 유리한 복잡성과 단순성의 균형을 제공합니다. 첫째, 제브라피쉬는 작은 크기와 다작 생식 특성을 감안할 때 높은 처리량 행동 검진에 순종합니다. 둘째, 제브라피쉬는 유사한 뉴런 마커및 세포유형7을가지므로 포유류 해마와 유사한 구조, 측면 팔륨을 갖는다. Zebrafish는 또한 공간 정보9를 획득하고 기억할 수 있으며, 인간과 마찬가지로10개입니다. 따라서, 제브라피쉬가 빈도가 증가하는 신경퇴행성 질환의 모델로 사용되고 있다는 것은 놀라운 일이 아니다. 그러나 적절한 행동 적 실험이 없으면 인지 평가를 위해 제브라피시 모델을 적용하기가 어려워졌습니다. 제브라피쉬특이적 행동적 작용제는 연관학습작업(11, 불안행동12개,기억13,개체인식14,조건부-장소 선호도15,16,17,18,19)등이 있다. 제브라피쉬 행동 실험과 관련하여 많은 발전이 있었지만, 설치류에서 인지 기능의 일부 테스트에 대한 대응은 아직 제브라피시18과함께 사용하기 위해 개발되지 않았습니다.
우리의 실험실에서 이전 연구를 기반으로, 우리는 모델링 / 보상으로 사회적 상호 작용을 사용하여 설치류와 함께 사용되는 세 챔버 선택 작업을 기반으로 제브라피시에 인지 작업을 개발. 또한, 우리는 행동 작업의 연관 학습 측면에 확장하고 인지 장애를 평가하기 위해이 행동 작업을 더 개발하기 위해 대비 차별 반전을 통합. 이를 통해 차별 학습의 초기 인수와 반전 단계에서 그 학습의 후속 억제를 모두 검토할 수 있었습니다. 현재 연구에서는, 우리는 이 절차가 4 또는 8 주 동안 포도당 침수 다음 제브라피시에서 인지 기능을 평가하기위한 신뢰할 수있는 방법을 제공 한다는 것을 보여줍니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
지난 15년 동안 제브라피쉬를 이용한 신경과학 연구의 양과 다양성이 엄청나게 증가했지만, 포유류 모델시스템(11,25,26)에비해 이 종에서는 행동적 실험이 부족하다. 여기서는 설치류와 함께 사용하기 위해 개발된 3챔버 선택 과제를 제브라피시에서 시각적 차별 학습의 획득 및 반전을 평가하기 위해 조정할 ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 제브라피쉬 모델과 제레미 포포비츠와 앨리슨 머크가 행동 수집 일에 도움을 준 후, 달리기 시험, 동물 관리 및 탱크 셋업에 도움을 준 설치류 3 챔버 선택 패러다임을 조정한 그녀의 도움을 준 사브리나 존스에게 감사드립니다. 제임스 M. 포브스 (기계 엔지니어)에게 3 챔버 선택 탱크 설계 및 건설에 대한 그의 지원에 대한 특별한 감사.
자금: VPC와 TLD는 미국 예술 과학 대학으로부터 공동 교수 연구 지원 보조금 (FRSG)을 받았습니다. CJR은 미국 예술 과학 대학 대학원 학생 지원에서 지원을 받았습니다.
Materials
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