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DanioVision 適用于哪些研究場(chǎng)景？
斑馬魚(yú)作為一種重要的模式生物，憑借其基因改造相對(duì)容易、與人類基因高度相似等優(yōu)勢(shì)，在疾病建模、藥物篩選和毒理評(píng)估等多個(gè)研究領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。無(wú)論是在胚胎期還是成魚(yú)階段，斑馬魚(yú)都具有重要的科學(xué)研究?jī)r(jià)值。
若您需要對(duì)斑馬魚(yú)幼體或其他小型生物進(jìn)行高通量行為分析，斑馬魚(yú)行為軌跡跟蹤系統(tǒng)(DanioVision)無(wú)疑是理想之選。該系統(tǒng)已歷經(jīng)近二十年的實(shí)踐檢驗(yàn)，其可靠性已被超過(guò)1500篇學(xué)術(shù)論文所引用和驗(yàn)證。DanioVision 集成了專業(yè)的硬件設(shè)備與視頻追蹤軟件 動(dòng)物運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)(EthoVision XT)，為研究者提供一體化的行為分析解決方案。
本文將為您梳理DanioVision在多個(gè)前沿研究方向中的具體應(yīng)用。如您在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或系統(tǒng)使用中有任何疑問(wèn)，歡迎隨時(shí)與我們聯(lián)系，我們將竭誠(chéng)提供技術(shù)支持。
藥物發(fā)現(xiàn)與安全性評(píng)價(jià)
斑馬魚(yú)與人類存在驚人的相似性：斑馬魚(yú)與人類共享約70%的基因，而人類約84%的致病相關(guān)基因在斑馬魚(yú)中均有對(duì)應(yīng)。因此，斑馬魚(yú)已成為研究疾病機(jī)制、評(píng)估藥物療效與安全性的重要模型。
以腫瘤學(xué)研究為例，研究人員可利用 DanioVision，通過(guò)趨光性實(shí)驗(yàn)等，在斑馬魚(yú)癌癥模型中觀察藥物干預(yù)后的行為變化。
毒理學(xué)研究
在毒理學(xué)領(lǐng)域，斑馬魚(yú)被廣泛用于評(píng)估重金屬、農(nóng)藥等環(huán)境污染物對(duì)生物行為的潛在影響。這些研究尤其關(guān)注污染物對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的損害。
使用斑馬魚(yú)（通常為幼體或亞成體）進(jìn)行神經(jīng)毒性評(píng)估時(shí)，常見(jiàn)的行為指標(biāo)包括：
自發(fā)運(yùn)動(dòng)活動(dòng)：如運(yùn)動(dòng)速度變化、總活動(dòng)水平增減（過(guò)度活躍或活動(dòng)不足），以及特定游泳模式（例如貼壁游動(dòng)）；
感官運(yùn)動(dòng)反應(yīng)：例如驚嚇?lè)磻?yīng)。當(dāng)斑馬魚(yú)受到突然的聲音、震動(dòng)或光影變化等刺激時(shí)，會(huì)觸發(fā)防御性反應(yīng)，表現(xiàn)為劇烈的非定向運(yùn)動(dòng)，并可能伴隨躲避或藏匿等復(fù)雜行為。
晝夜節(jié)律分析
斑馬魚(yú)常被用于研究特定干預(yù)措施對(duì)晝夜周期有效性的影響。受精后四天，斑馬魚(yú)便能展現(xiàn)顯著的運(yùn)動(dòng)活動(dòng)。
此階段過(guò)后，研究者可觀察并追蹤幼魚(yú)的基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)模式。當(dāng)暴露于明暗周期（DanioVision系統(tǒng)預(yù)設(shè)）時(shí)，幼魚(yú)的運(yùn)動(dòng)行為會(huì)發(fā)生變化。特定化合物或干預(yù)措施引發(fā)的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律正是研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。
正如Aschoff（1965）所言：“人體內(nèi)幾乎沒(méi)有哪個(gè)器官或功能不表現(xiàn)類似的每日節(jié)律性。”因此，通過(guò)DanioVision長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)行為變化，能夠?yàn)榻沂緳C(jī)體或器官功能狀態(tài)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。
癲癇與癲癇發(fā)作模型
斑馬魚(yú)幼體可用于構(gòu)建遺傳性或化學(xué)誘導(dǎo)的癲癇模型。研究人員可采用多種技術(shù)誘導(dǎo)幼體發(fā)生癲癇發(fā)作，例如施用致痙攣藥物或暴露于特定光刺激，進(jìn)而研究驅(qū)動(dòng)癲癇發(fā)作的潛在神經(jīng)機(jī)制。
DanioVision可配備震動(dòng)裝置。通過(guò)該裝置配合EthoVision XT，可自動(dòng)設(shè)定震動(dòng)的時(shí)機(jī)與力度。這意味著每次輸入操作均受控且保持一致。
視覺(jué)與光動(dòng)反應(yīng)
針對(duì)斑馬魚(yú)對(duì)外界刺激的反應(yīng)能力，存在多種測(cè)試方法。其中一種是前文提及的驚嚇?lè)磻?yīng)，研究人員還會(huì)利用光誘發(fā)行為反應(yīng)。
幼魚(yú)光動(dòng)反應(yīng)（LPR）檢測(cè)是一種針對(duì)5-7天齡自由游動(dòng)斑馬魚(yú)幼魚(yú)的運(yùn)動(dòng)測(cè)試。在此發(fā)育階段，魚(yú)類會(huì)表現(xiàn)出定型化的非定向?qū)す庑袨椤垂饩€熄滅時(shí)運(yùn)動(dòng)速度的急劇提升。
趨光性是對(duì)光的定向反應(yīng)：當(dāng)測(cè)試對(duì)象向光源移動(dòng)為正趨光性，遠(yuǎn)離光源則為負(fù)趨光性。如Qian等人（2021）研究發(fā)現(xiàn)，斑馬魚(yú)幼體在接觸神經(jīng)毒性殺菌劑博克拉菌素后，趨光行為明顯受到抑制。
驚嚇?lè)磻?yīng)
斑馬魚(yú)幼體的驚嚇?lè)磻?yīng)是一種以尾部卷曲形式表現(xiàn)的保守性防御反應(yīng)。這種身體彎曲行為是對(duì)多種感官刺激的反應(yīng)。該反應(yīng)的變化可反映神經(jīng)精神疾病的影響。研究人員通過(guò)觀察幼體對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化刺激產(chǎn)生驚嚇?lè)磻?yīng)的方式及頻率來(lái)進(jìn)行評(píng)估。
運(yùn)動(dòng)障礙
某些神經(jīng)毒性化合物可能與阿爾茨海默癥（AD）和帕金森?。≒D）等神經(jīng)退行性疾病相關(guān)。斑馬魚(yú)因其諸多優(yōu)勢(shì)——尤其是與人類基因組在生理功能和信號(hào)傳導(dǎo)通路上的相似性——被廣泛用作神經(jīng)毒性研究的毒理學(xué)模型。這些相似性使斑馬魚(yú)結(jié)合其強(qiáng)烈的行為反應(yīng)，成為研究這些疾病的理想模型。
Pang等學(xué)者（2019）運(yùn)用DanioVision觀察運(yùn)動(dòng)行為，以此作為神經(jīng)系統(tǒng)受潛在毒性化合物影響的讀數(shù)指標(biāo)。盡管該研究同時(shí)檢測(cè)了PD的遺傳標(biāo)記，但仍需通過(guò)行為評(píng)估全面揭示這些干預(yù)措施的生理效應(yīng)。
光遺傳學(xué)研究
斑馬魚(yú)幼體通體透明，使其成為光遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的理想載體。借助DanioVision光遺傳學(xué)模塊，您可通過(guò)EthoVision XT精準(zhǔn)調(diào)控光照模式（顏色、強(qiáng)度、時(shí)序），并即時(shí)監(jiān)測(cè)行為變化。例如：短暫照射特定光線激活腦回路可觀察到游動(dòng)頻率增加；采用另一種光模式抑制回路則會(huì)導(dǎo)致活動(dòng)水平下降。
您可以在多孔板中同時(shí)進(jìn)行多種條件測(cè)試，以高通量方式篩選表型、優(yōu)化方法，或驗(yàn)證特定神經(jīng)環(huán)路與行為之間的因果關(guān)系。
繼續(xù)推進(jìn)您的研究！
我們整理了DanioVision的部分應(yīng)用案例供您參考，如需了解更多詳情，敬請(qǐng)隨時(shí)聯(lián)系我們。
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參考文獻(xiàn)
Aschoff, J.Circadian Rhythms in Man. Science 1965, 148, 1427–1432,doi:10.1126/science.148.3676.1427.
Qian, L.; Qi, S.; Wang, Z.; Magnuson, J.T.; Volz, D.C.; Schlenk, D.; Jiang, J.; Wang, C.Environmentally Relevant Concentrations of Boscalid Exposure Affects the Neurobehavioral Response of Zebrafish by Disrupting Visual and Nervous Systems. J. Hazard. Mater. 2021, 404, 124083,doi:10.1016/j.jhazmat.2020.124083.
Pang, M.; Song, X.; Miao, Y.; Wang, Y.; Zhou, C.; Geng, Z.; Du, J.; Moussian, B.; Su, Y.; Liu, X.; et al.
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