Mit der optokinetischen Reaktion auf visuelle Funktion des Zebrafisch-Studie
2. Februar 2010
Optokinetischen Reaktionen waren weit verbreitet, um die visuellen Funktionen von Larven Zebrafisch zu beurteilen. Dennoch ist das Standardprotokoll für die Fischlarven noch nicht ohne weiteres anwendbar bei Erwachsenen 1-5. Hier stellen wir Ihnen, wie Sie die OKR der erwachsenen Zebrafisch mit einem neuen Protokoll, das in unserem Labor etabliert ist, zu messen.
Hallo zusammen. Mein Name ist Mean Jing, und ich komme von der USTC. Wie wir wissen, ist die optokinetische Reaktion, kurz OKR, ein Verhaltenstest, bei dem ein Tier seine Augen bewegt, um einem sich verändernden Reiz zu folgen.
Sich darum herumzubewegen. Dieses Verhalten wurde umfassend genutzt, um die Sehfunktionen von Zebrafischlarven zu bewerten.
Die Methode, die das Standard-Prodigal zur Fixierung von Larvenfischen verwendet, ist jedoch für adulte Tiere nicht ohne Weiteres anwendbar. In diesem Video stellen wir daher ein neues Prodigal vor, das die Aufzeichnung der OKR bei adulten Tieren ermöglicht. Zum Vergleich demonstrieren wir außerdem den OKR-Test bei Larvenfischen und den OMR-Test bei adulten Fischen.
Und mit OMR meine ich motorische Reaktion. Nun zeige ich Ihnen das Erscheinungsbild unserer angepassten OKR-App. Sieht gut aus, nicht wahr?
Bei dieser Erscheinungsform befindet sich eine Rastervorrichtung, die von einem Motor angetrieben wird. Das Rasterröhrchen liegt auf dieser Rastervorrichtung auf und dreht sich mit dieser. Eine Kammerplatte ist über der Rastervorrichtung angebracht, dreht sich jedoch nicht, und eine runde Lampe dient dazu, die Rasterung auszuleuchten.
Und das war's. Stellen Sie einfach die Fischkammer auf die Kammerplatte, und wir können beginnen. Hallo, ich bin Sui.
Hallo, ich bin W. Wir arbeiten im Bereich der Neuroentwicklung und am ELL der USPC. Heute werden wir Ihnen den Hochdurchsatztest beim Zebrafisch demonstrieren. Gut, fangen wir an.
Zunächst zeigen wir Ihnen, wie wir den OKR-Test bei adulten Zebrafischen durchgeführt haben. Legen Sie nun den Schwamm in die Fischkammer und geben Sie etwas Wasser hinein. Drücken Sie den Schwamm leicht aus, um Luftblasen zu entfernen.
Jetzt zeigen wir Ihnen Schritt für Schritt, wie man den Fisch mit Nadeln fixiert. Bewegen Sie den Fisch nun leicht hin und her, um sicherzustellen, dass seine Rückenflosse nach oben zeigt, und ziehen Sie den Schwanz leicht an, um den Körper zu strecken. Verwenden Sie die Arterienklemme, um die Schwanzflosse zu fixieren, und befestigen Sie die Klemme mithilfe von Modellier-Ton in der Kammer.
Nach der Fixierung gießen Sie mehr Wasser in die Kammer und blasen etwas Wasser in Richtung des Fisches, um ihn aufzuwecken. Nun ist die Vorbereitung endlich abgeschlossen und wir sind bereit für das eigentliche Abenteuer: den OKR-Test.
Beachten Sie, dass die beiden Objekte im oberen Teil des Bildschirms lediglich die Reflexion des Gitters auf dem Nadelspitzenkopf darstellen. Nun sehen wir uns an, wie wir den OKR-Test an Larven durchgeführt haben. Wir platzierten das männliche und das weibliche Fisch in den Paarungsbehälter und ließen sie Eier ablegen.
Dann sammeln wir die Eier ein und überführen sie in eine Glaswanne. Wir verwenden Methycelluloselösung, um die Larvenfische zu fixieren. Die Lösung muss nach dem Erhitzen schnell abgekühlt werden.
Wir geben es also in Eiswasser und schütteln vorsichtig, bis es durchsichtig wird. Geben Sie nun 20 Milliliter Methylcellulose in eine Schale. Achten Sie darauf, dass sich keine Luftblasen in der Lösung befinden.
Stellen Sie die Larven in einer Reihe in der Lösung auf. Fügen Sie eine winzige Luftblase von einem Mikroliter in das Sichtfeld ein, sodass Sie die Reflexion der Skalierung erkennen können. Das ist die Demonstration des OKR-Verhaltens von Wildtyp-Zebrafischlarven.
Am Ende zeigen wir Ihnen, wie der OMR-Test bei adulten Zebrafischen durchgeführt wird. Fangen Sie zunächst einen Fisch und geben Sie ihn in eine Fischkammer. Stellen Sie nun die Fischkammer an ihren Platz.
Dann installieren Sie einen weißen Zylinder in der Mitte der Kammer, sodass die Fische vor dem Test nicht die Mitte passieren können. Es ist besser, die Fische eine Minute lang an diese Lichtbedingung gewöhnen zu lassen. Gut, das war die Demonstration des OMR-Tests für adulte Zebrafische.
Wir haben Ihnen soeben gezeigt, wie man den OKR-Test an adulten Zebrafischen durchführt. In diesem Test haben wir versucht, die Zebrafische mit Nadeln anstelle von Methylcellulose zu fixieren. Mit dieser Methode gelang es uns, eine starke Reaktion aufzuzeichnen, die über vier Stunden andauerte.
Das wird den Experimentatoren viel Zeit geben.
Sehen Sie sich das vollständige Transkript an und erhalten Sie Zugang zu Tausenden wissenschaftlicher Videos
Übersicht
Die optokinetische Reaktion (OKR) ist ein Verhaltenstest, der zur Beurteilung der Sehfunktionen von Zebrafischarven verwendet wird. Dieser Artikel stellt ein neues Protokoll zur Messung der OKR bei adulten Zebrafischen vor und behebt die Einschränkungen bestehender Methoden.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Verhaltensanalyse
- Sehwissenschaft
Hintergrund
- Die OKR ist eine etablierte Methode zur Beurteilung der Sehfunktion.
- Bisherige Protokolle konzentrierten sich hauptsächlich auf larvale Zebrafische.
- Es besteht Bedarf an standardisierten Methoden, die auf adulte Zebrafische anwendbar sind.
- Diese Studie zielt darauf ab, diese Lücke mit einem neuen Protokoll zu schließen.
Zweck der Studie
- Entwicklung einer zuverlässigen Methode zur Messung der OKR beim adulten Zebrafisch.
- Verbesserung des Verständnisses der visuellen Verarbeitung beim adulten Zebrafisch.
- Bereitstellung eines standardisierten Protokolls für zukünftige Forschungsarbeiten.
Verwendete Methoden
- Entwicklung einer neuen experimentellen Versuchsanordnung für adulte Zebrafische.
- Implementierung visueller Reize zur Auslösung des OKR.
- Quantitative Analyse der Augenbewegungsantworten.
- Vergleich mit bestehenden Protokollen an Zebrafischlarven.
Hauptergebnisse
- Das neue Protokoll ermöglicht die erfolgreiche Messung der OKR bei adulten Zebrafischen.
- Die Ergebnisse weisen auf signifikante Unterschiede in der visuellen Reaktion im Vergleich zu larvalen Entwicklungsstadien hin.
- Die Methode zeigt Potenzial für weiterreichende Anwendungen in der visuellen Neurowissenschaft.
- Die Daten untermauern die Gültigkeit des neuen Protokolls für zukünftige Studien.
Schlussfolgerungen
- Die Studie bietet einen neuartigen Ansatz zur Beurteilung der Sehfunktion bei adulten Zebrafischen.
- Die Ergebnisse tragen zum Verständnis der visuellen Verarbeitung über die Lebensabschnitte hinweg bei.
- Das neue Protokoll kann weitere Forschungsarbeiten an Zebrafisch-Modellen erleichtern.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die Beurteilung der Sehfunktion bei adulten Zebrafischen ermöglicht eine mechanistische Entlastung von neurowissenschaftlichen Zielstrukturen, die mit der sensorischen Verarbeitung und der Gesundheit der Netzhaut in Verbindung stehen. Der optokinetische Reaktionstest (OKR-Assay) liefert eine quantitative, verhaltensbasierte Messung zur Validierung von Zielstrukturen in Entdeckungsarbeitsabläufen. Diese Methode unterstützt eine prädiktive Aussagekraft, indem sie genetische oder pharmakologische Eingriffe mit funktionellen visuellen Ausgangssignalen in einem krankheitsrelevanten System verknüpft.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Untersuchung der Integrität der Sehbahn und der funktionellen Zielstrukturen beim adulten Zebrafisch.
- Operationaler Wert: Bietet einen reproduzierbaren Verhaltensassay zur Absicherung von Zielstrukturen, die die sensorische oder neuronale Funktion beeinflussen.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Erzeugt quantitative Messungen von Augenbewegungen, die für das Hochdurchsatz-Screening von Substanzbibliotheken geeignet sind.
- Operationaler Wert: Verwendet eine speziell angefertigte Apparatur mit standardisierten visuellen Reizen, um die Konsistenz des Assays über verschiedene Durchläufe hinweg sicherzustellen.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Kontinuität von larvalen zu adulten Modellen und damit die Erfassung der Sehleistung über den gesamten Lebensverlauf.
- Operativer Wert: Zeigt Stabilität über längere Aufzeichnungszeiträume (bis zu 4 Stunden), was Längsschnitt- oder Zeitverlaufsstudien erleichtert.
Pipeline- und Workflow-Integration
Der OKR-Assay fügt sich in den Entdeckungsprozess von der Testung der Zielhypothesen bis zur präklinischen Validierung ein, insbesondere für Neurowissenschafts- und Sinnesmodalitätsprogramme.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die funktionelle Validierung von Genen oder Verbindungen, die die visuelle Verarbeitung und neuronale Schaltkreise modulieren.
- Screening: Liefert quantifizierbare abhängige Variablen (Blickverfolgungsreaktion) zum Vergleich von Substanzeffekten.
- Analytik: Ermöglicht die statistische Analyse von Reaktionsstärke und -dauer zur Unterstützung von Go/No-Go-Entscheidungen.
- Translationale Forschung: Bietet ein krankheitsrelevantes System zur Modellierung visueller Funktionsstörungen über verschiedene Entwicklungsstadien hinweg.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Stellt eine wiederverwendbare Plattform für interdisziplinäre Teams dar, die sensorische Phänotypen untersuchen.
Operationelle und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit bei der Zielstrukturauswahl, indem mechanistische Unklarheiten in visuellen Bahnen reduziert werden.
- Operationaler Wert: Liefert standardisierte, skalierbare Verhaltensauslesungen mit minimaler Variabilität.
- Strategischer Wert: Verbessert die Kapitalnutzungseffizienz, indem funktionelle Tests in einem frühen Stadium vor kostspieligen Säugetiermodellen ermöglicht werden.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung von Zielstrukturen basierend auf phänotypischer Validierung in einem Wirbeltiersystem.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse im Umgang mit Zebrafischen, in der Verhaltensneurowissenschaft und bei der Gestaltung visueller Reize.
- Hängt von einer speziellen Apparatur ab, die ein motorgetriebenes Gitter, eine Beleuchtungskammer und ein Fixationssystem umfasst.
- Erfordert die Standardisierung der Fischpräparation, der Wasserbedingungen und der Beleuchtung über verschiedene Bediener hinweg.
- Beinhaltet Anpassungsüberlegungen beim Übertragen von Protokollen zwischen larvalen und adulten Modellen.
- Eingeschränkt durch die Notwendigkeit einer geübten manuellen Fixation und durch potenzielle Variabilität in der Reaktionsfähigkeit der Fische.
