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關于斑馬魚個體內的運動行為研究
更新時間:2024-11-14   點擊次數(shù):29次

今天,讓我們來聊聊斑馬魚。要知道,一條斑馬魚肯定和另一條魚不一樣。在進行高通量研究時,這可能會對你的研究產(chǎn)生很大影響。那么,這意味著什么,又該如何幫助研究得到可靠的研究結果呢?

 

不一樣的魚

可以說,斑馬魚是多種人類精神疾病以及毒理學和藥物發(fā)現(xiàn)理想模型。大量的研究都在關注幼魚的活動和游動模式,其中許多都是在多孔板中進行的高通量研究。然而,斑馬魚幼的行為變化很大,導致使用大量動物,無法檢測到小的缺陷。與許多研究領域一樣,研究結果可能存在差異。

 

因此,瑞士聯(lián)邦水產(chǎn)科學與技術研究所希望更好地了解斑馬魚幼魚在發(fā)育過程中是否穩(wěn)定,以及行為參數(shù)是否與生理和形態(tài)特征相關,目的是更好地了解幼運動行為的可變性和可預測性。環(huán)境毒理學系博士后菲茨杰拉德博士在《科學報告》(Scientific Reports)上發(fā)表了一篇相關論文。

 

個體自身和個體之間的差異

在自然種群中,包括人類、鳥類、魚類和其他物種,行為的個體間差異被廣泛觀察到。然而,當行為被量化為具有相關分散的平均值時,個體僅被視為重復。但是,當忽略個體自身行為的可變性時,潛在的生物學意義就會被掩蓋。因此,有必要解決和理解個體自身行為之間的差異,因為這有助于理解個體在環(huán)境適應過程中的反應。

 

個體自身反應的高度可變性也可能導致實驗中的變異,這些個體內差異主要歸因于個體發(fā)育和環(huán)境影響。雖然靈長類動物和嚙齒動物的個體內行為一致性已得到廣泛關注,但水生模型在這方面的特征較少。因此,研究的目的是測試斑馬魚個體在幼發(fā)育過程中是否會出現(xiàn)一致的運動活動,如果是這樣,在什么條件下會出現(xiàn)這種活動。鑒于光照條件對運動模式的影響不同,研究假設個體內的一致性可能在不同的光照條件下有所不同。此外,研究還測試了是否可以從刺激引發(fā)的活動反應中觀察到一致性,以及個體差異是否可以歸因于幼的生理或形態(tài)特征。

 

斑馬魚幼的活動

在研究中,他們在斑馬魚行為軌跡跟蹤系統(tǒng)(DanioVision)的多孔板中測試了132只野生型斑馬魚幼。在3天的時間里,分別在受精后56 7 天齡(dpf)的上午和下午對斑馬魚進行了測試。用動物運動軌跡跟蹤系統(tǒng)(EthoVision XT)測定了在光照和黑暗條件下測試自發(fā)游動行為、黑暗中游和在黑暗一段時間后在光照下游動的行為

 

黑暗中的一致運動

事實證明,游動活動在個體內保持一致,在黑暗階段的變化格外低。幼魚在黑暗中更加活躍,而且似乎它們活動得越多,活動的變化就越小。

 

一致性在 6 7 dpf 年齡段最高。這似乎是一種發(fā)育效應,因為在早的年齡開始測試并沒有改變結果。

 

雖然一般來說,幼的活動在上午和下午有所不同,但個體的移動是一致的:上午活動較多的動物下午也活動多。

 

驚嚇反應

雖然一般運動似乎是一個非常一致的因素,但驚嚇反應卻不那么容易預測。除了光照條件變化的直接影響外,還測量了另外兩種驚嚇反應:對黑暗閃光的反應和對斑馬魚行為軌跡跟蹤系統(tǒng)(DanioVision)內置的震動刺激的反應。

 

結果顯示,所有刺激都會引起運動增加,但從活動指數(shù)(移動的百分比)和徑向指數(shù)(在孔板區(qū)域內的位置)來看,這種反應在個體或群體水平上都是不一致的。

 

生理相關性

每天測試結束后,研究人員使用多視頻錄制軟件(Media Recorder)拍攝幼魚,并使用斑馬魚微視行為分析系統(tǒng)(DanioScope研究心率和形態(tài)特征(體長、鰾大小)。

 

運動活動與這些參數(shù)都不相關,而且個體間差異很大。測量結果表明,個體以恒定的速度生長。

 

為研究獲得更可靠的結果

這項研究更深入地揭示了個體間和個體內測量結果的差異。它表明,個體幼魚的運動活動在整個幼魚發(fā)育過程中(尤其是在黑暗階段)保持一致且可預測。此外,對驚嚇刺激的反應是不可預測的,反應強度和運動活動之間沒有相關性。運動活動與幼的生理或形態(tài)特征(心率、體長、魚鰾大?。o關通過在個體水平上進行測試來利用這種一致性的研究,可能會有助于使用運動活動作為目的的檢測靈敏度的提高。

 

參考文獻

Fitzgerald, J.A.; Tulasi Kirla, K.; Zinner, C.P.; Berg, C.M., vom (2019). Emergence of consistent intra-individual locomotor patterns during zebrafish development. Scientific Reports 9, 13647.

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