Использование optokinetic ответ на исследование зрительной функции данио
2 февраля 2010 г.
Optokinetic реакция была широко используется для оценки зрительных функций личинок рыбок данио. Тем не менее, стандартный протокол для личинок рыб еще не легко применимы для взрослых 1-5. Здесь мы представляем, как измерить ОКР взрослых данио рерио использование нового протокола, который установлен в нашей лаборатории.
Всем привет. Меня зовут Mean Jing, я из USTC. Как известно, оптокинетическая реакция, или сокращенно OKR, представляет собой поведенческий тест, при котором животное двигает глазами, чтобы следовать за градиентом.
Передвижение вокруг объекта. Это поведение широко используется в исследованиях. Оцените зрительные функции личинок zebrafish.
Однако метод использования стандартного продигала для фиксации личинок рыб не вполне применим для взрослых особей. Поэтому в данном видео мы продемонстрируем новый продигал, который позволяет регистрировать OKR у взрослых рыб. Также для сравнения мы проведем тест OKR для личинок рыб и тест OMR для взрослых рыб.
Под OMR я подразумеваю моторный ответ. Теперь я покажу вам интерфейс нашего специализированного приложения OKR. Выглядит неплохо, не так ли?
В данной конструкции предусмотрено основание решетки с электроприводом. Трубка с решеткой опирается на это основание и вращается вместе с ним. Над основанием решетки установлена пластина камеры, которая остается неподвижной, а для освещения решетки используется круговая лампа.
Вот и всё. Просто установите камеру для рыб на пластину камеры, и мы готовы начинать. Здравствуйте, я Суи.
Здравствуйте, я У. Мы работаем в отделе развития нервной системы и ELL USPC. Сегодня мы покажем вам процедуру высокопроизводительного тестирования рыбок-зебрафиш. Итак, приступим.
Прежде всего, мы продемонстрируем, как проводился тест OKR для взрослых особей zebrafish. Поместите губку в камеру для рыб и налейте в неё немного воды. Слегка сожмите губку, чтобы удалить пузырьки воздуха.
Сейчас мы пошагово продемонстрируем, как зафиксировать рыбу с помощью булавок. Слегка пошевелите рыбу, чтобы убедиться, что спинной плавник направлен вверх, и выпрямите хвост, чтобы тело было ровным. Используйте зажим для артерий, чтобы зафиксировать хвостовой плавник, и прикрепите зажим к камере с помощью модельного пластилина.
После фиксации долейте воду в камеру и направьте струю воды на рыбу, чтобы она пробудилась. Теперь подготовка завершена, и мы готовы к основному этапу — тесту OKR.
Обратите внимание, что два объекта в верхней части экрана являются всего лишь отражением решетки на головке штифта. Теперь давайте посмотрим, как мы проводили тест OKR на личинках. Мы поместили самца и самку рыбы в нерестовый резервуар и дождались отнерестивания икры.
Затем мы собираем икру и переносим ее в стеклянную чашку. Для фиксации личинок рыб мы используем раствор метилцеллюлозы. После нагрева раствор необходимо быстро охладить.
Поместите образец в ледяную воду и осторожно встряхивайте до тех пор, пока раствор не станет прозрачным. Теперь налейте 20 мл метилцеллюлозы в чашку. Убедитесь, что в растворе нет пузырьков воздуха.
Поместите личинок в ряд в растворе. Введите в поле зрения крошечный пузырек воздуха объемом 1 µL, чтобы можно было видеть отражение шкалы. Это демонстрирует поведение OKR у личинок зебрафиш дикого типа.
В завершение мы продемонстрируем выполнение теста OMR для взрослых особей Danio rerio. Прежде всего, поймайте рыбу и поместите ее в камеру для рыбы. Затем установите камеру для рыбы на место.
Затем установите белый цилиндр в центре камеры, чтобы рыбы не могли пройти через центр до начала теста. Рекомендуется дать рыбам адаптироваться к условиям освещения в течение одной минуты. На этом демонстрация теста OMR для взрослых рыб зебра-дани закончена.
Мы только что продемонстрировали, как проводить тест OKR на взрослых особи данио-рерио. В данном тесте мы попытались зафиксировать рыбу с помощью булавок вместо использования метилцеллюлозы. Используя этот метод, нам удалось зарегистрировать выраженный ответ, который сохранялся более четырех часов.
Это обеспечит исследователям достаточно времени.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
Оптокинетическая реакция (ОКР) представляет собой поведенческий тест, используемый для оценки зрительных функций личинок zebrafish. В данной статье представлен новый протокол измерения ОКР у взрослых особей zebrafish, призванный устранить недостатки существующих методов.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейронауки
- Поведенческий анализ
- Наука о зрении
Теоретические основы
- OKR представляет собой общепризнанный метод оценки зрительной функции.
- Предыдущие протоколы были сосредоточены преимущественно на личинках zebrafish.
- Существует необходимость в стандартизированных методах, применимых к взрослым особям zebrafish.
- Данное исследование направлено на восполнение этого пробела с помощью нового протокола.
Цель исследования
- Разработать надежный метод измерения OKR у взрослых особей zebrafish.
- Углубить понимание процессов зрительного восприятия у взрослых особей zebrafish.
- Предоставить стандартизированный протокол для будущих исследований.
Используемые методы
- Разработка новой экспериментальной установки для взрослых особей zebrafish.
- Применение визуальных стимулов для вызова OKR.
- Количественный анализ ответов в виде движений глаз.
- Сравнение с существующими протоколами для личинок zebrafish.
Основные результаты
- Новый протокол позволяет успешно измерять OKR у взрослых особей zebrafish.
- Результаты указывают на значительные различия в зрительной реакции по сравнению с личиночными стадиями.
- Метод является перспективным для более широкого применения в нейробиологии зрения.
- Данные подтверждают валидность нового протокола для дальнейших исследований.
Выводы
- В исследовании представлен новый подход к оценке зрительной функции у взрослых особей zebrafish.
- Результаты способствуют пониманию процессов зрительного восприятия на разных стадиях жизненного цикла.
- Новый протокол может облегчить дальнейшие исследования на моделях zebrafish.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Оценка зрительной функции у взрослых особей zebrafish позволяет снизить риски при механистическом исследовании нейробиологических мишеней, связанных с сенсорной обработкой и здоровьем сетчатки. Анализ оптокинетического рефлекса (OKR) обеспечивает количественную оценку поведения для валидации мишеней в рабочих процессах поиска новых лекарственных средств. Данный метод повышает прогностическую достоверность, связывая генетические или фармакологические манипуляции с функциональными зрительными показателями в системе, имеющей значение для изучения конкретного заболевания.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет оценивать целостность зрительного пути и функциональное воздействие на мишени у взрослых особей zebrafish.
- Практическая ценность: обеспечивает воспроизводимый поведенческий анализ для снижения рисков при работе с мишенями, влияющими на сенсорную или нейронную функции.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: позволяет получать количественные измерения движений глаз, пригодные для высокопроизводительного скрининга библиотек соединений.
- Практическая ценность: использование специально сконструированного аппарата со стандартизированными визуальными стимулами обеспечивает воспроизводимость анализа между сериями экспериментов.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: Обеспечивает преемственность между личиночными и взрослыми моделями, позволяя проводить профилирование зрительных функций в зависимости от продолжительности жизни.
- Практическая ценность: Демонстрирует стабильность в течение длительных периодов записи (до 4 часов), что облегчает проведение лонгитюдных исследований или исследований временной динамики.
Интеграция конвейера и рабочих процессов
Анализ ОКР (оптического кинетического отклика) вписывается в континуум открытий — от тестирования гипотез о мишенях до доклинической валидации, особенно в программах по нейробиологии и исследованию сенсорных модальностей.
- Открывающая биология: обеспечивает функциональную валидацию генов или соединений, модулирующих зрительное восприятие и нейронные связи.
- Скрининг: предоставляет количественные показатели зависимой переменной (ответ при айтрекинге) для сравнения эффектов различных соединений.
- Аналитика: позволяет проводить статистический анализ амплитуды и длительности ответа для принятия решений о целесообразности дальнейшей разработки (go/no-go).
- Трансляционные исследования: предоставляет релевантную для конкретных заболеваний систему моделирования зрительных нарушений на различных стадиях развития.
- Корпоративное повторное использование: представляет собой универсальную платформу для кросс-функциональных групп, изучающих сенсорные фенотипы.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: Повышает точность прогнозирования при выборе мишеней за счет снижения механистической неопределенности в зрительных путях.
- Операционная ценность: Обеспечивает стандартизированные, масштабируемые показатели поведения с минимальной вариабельностью.
- Стратегическая ценность: Повышает эффективность использования капитала, позволяя проводить функциональный скрининг на ранних этапах до использования дорогостоящих моделей на млекопитающих.
- Влияние на портфель: Способствует приоритезации мишеней с поправкой на риск на основе фенотипической валидации в системе позвоночных.
Особенности реализации
- Требуются навыки работы с zebrafish, знания в области поведенческой нейробиологии и проектирования визуальных стимулов.
- Зависит от специализированного оборудования с приводом для перемещения решетки, камерой освещения и системой фиксации.
- Необходимо стандартизировать подготовку рыб, условия содержания в воде и освещение для всех операторов.
- При переносе протоколов с личиночных моделей на взрослые особи следует учитывать необходимость адаптации.
- Ограничено необходимостью квалифицированной ручной фиксации и возможной вариативностью реакций рыб.
