DanioVision可應用於哪些方面的研究？

研究人員使用了斑馬魚的各個生命階段，從胚胎到成魚。這些研究人員進行高通量的研究，因此需要一個良好的自動化系統。而DanioVision是此類研究的最佳工具。

斑馬魚是多種應用中常用的模型。它們相對容易進行基因轉殖，從而可以作為特定疾病、毒素和藥物的模型。這使得它們在生命的各個階段對科學界都具有極大的的價值。

如果您需要對斑馬魚幼魚或其他小型生物進行高通量測試，DanioVision 系統就是您的理想選擇。它已被使用了近20年，並在1500多篇文獻中得到了驗證。DanioVision 整合硬體設定與最佳影像追蹤軟體 EthoVision XT 的所有優點相互結合。

在這篇文章中，Noldus將介紹 DanioVision 的一些應用案例。如果您對具體的驗證有任何疑問，歡迎隨時聯絡我們，我們將竭誠為您提供協助。

藥物探索與安全藥理學

斑馬魚比你想像的更像人類。因此，它們是追蹤疾病發展和測試潛在藥物或其他治療措施的絕佳模型。癌症就是這樣一種疾病。斑馬魚作為轉譯模型，已用於腫瘤學研究中超過10 年（Barriuso 2015）。DanioVision 已被用於研究癌症模型斑馬魚幼魚的趨光性分析。

斑馬魚比你想像的更像人類。事實上，斑馬魚與人類共享大約 70% 的基因，且約 84% 與疾病相關的人類基因在斑馬魚中都有對應基因。

毒理學

斑馬魚是測試各種有毒化合物對行為影響的絕佳模型。它們尤其常被用於生態神經毒理學。這個科學領域專注於可在環境中發現的污染物。這可能包括重金屬、殺蟲劑、有害化學物質等等。這些研究大多探討這些化合物對斑馬魚神經系統的影響。

通常用於斑馬魚（通常是幼魚或幼體）以評估這些神經毒性影響的行為終點指標，包括：

• 自發性運動活動 (Spontaneous locomotor activity）：速度改變測試、運動性的整體變化（活動過度、活動不足），以及特定的游泳模式，例如：貼壁行為 (thigmotaxis，趨觸性)。
• 感覺運動生物測試 (Sensory-motor biotests) - 驚嚇反應 (startle response) 是感覺運動測試的一個範例。這是動物對突然且意料之外的刺激(例如：聲音、振動、光線變化或模擬捕食者的移動陰影)所產生的防禦反應。您通常會看到非定向運動顯著增加，隨後常伴隨著更複雜的行為，例如：迴避或尋求庇護。

生理時鐘

斑馬魚經常用於研究某些干擾措施對日夜循環有效性的影響。受精後四天，斑馬魚可以表現出顯著的運動活動 (locomotor activities)，因為此時魚鰾 (swim bladder) 已經發育到足以發揮功能。

在這種發育發生後，研究人員可以觀察並追蹤幼魚的基本運動(basic locomotion)。幼魚的運動行為 (locomotor behavior) 將根據光照和黑暗週期（已預設在 DanioVision 中）而改變。這種變化相對於某些化合物或干擾措施是如何呈現的，是研究人員感興趣的部分。

「身體中顯然沒有一個器官或功能不表現出類似的每日節律性 (daily rhythmicity)。- Aschoff（《人類的生理時鐘》，1965年）。因此，如果一個器官或身體受到影響，觀察光照期和黑暗期的行為，可以為其影響提供線索。

使用 DanioVision 您可以觀察幼魚多日。這讓您擁有穩定且豐富的數據。

癲癇及癲癇發作模型建立

斑馬魚幼魚已被用於模擬各種形式的癲癇 (epilepsy)，包括該疾病的遺傳性和化學誘導性的形式。研究人員可以使用多種技術來在幼魚中誘發癲癇發作 (induce seizures)，例如：使用抽搐藥物 (convulsant drugs) 或將牠們暴露於特定的光刺激，然後研究驅動癲癇發作的潛在神經機制。

DanioVision可以包含所謂的敲擊裝置 (tapping device)。藉由這個裝置和EthoVision XT，您可以自動設定敲擊的時間和強度。這表示每個輸入都是受到控制且一致性的。

視覺與光運動反應

有多種測試方法可以檢測斑馬魚對外部刺激的反應。其中之一是前面提到的驚嚇反應 (startle reflex)，但研究人員也使用光線來引發行為反應 (elicit a behavioral response)。

幼魚光運動反應 (Larval photomotor response, LPR) 分析是一種在5到7日齡 (dpf) 的自由游動斑馬魚幼魚身上進行的感覺運動生物測試 (sensory-motor biotest)。在該發育階段，魚會表現出刻板的非定向趨光行為 (stereotypic non-directional light-seeking behavior)，即對關燈做出反應而導致的運動活動快速增加 (rapid increase in locomotion in response to turning off the light)。

趨光性 (Phototaxis) 是對光線的定向反應。當受試動物朝著光線移動時，它可能是正向的；當動物遠離光線移動時，它則是負向的。Qian等人(2021)發現，斑馬魚幼魚在暴露於神經毒性殺真菌劑Boscalid後，趨光性反應會受到顯著的抑制。

驚嚇反射或習性化

斑馬魚幼魚的驚嚇反應是一種以尾部捲曲(tail coil)形式表現的保留防禦反應 (preserved defense response)。這種身體彎曲(body bend)是對各種感覺刺激(sensory stimuli)做出反應而完成的。對這種反應的改變可以反應出神經精神疾病 (neuropsychiatric disorders) 的影響。研究人員觀察幼魚對標準化刺激做出反應時，執行這種驚嚇反應的方式和頻率。

運動障礙

某些神經毒性化合物可能與神經退化性疾病，例如：阿茲海默症 (AD) 和帕金森氏症 (PD)，有所關聯。斑馬魚因其眾多優勢，例如：與人類基因組的相似性，尤其是在生理功能和訊息傳遞路徑方面，而被廣泛用作神經毒理學研究的毒理學模型。這些相似性讓斑馬魚，結合穩定的行為反應 (robust behavioral response)，成為研究這些疾病的絕佳模型。

研究人員Pang等人(2019)使用DanioVision來觀察運動行為 (locomotor behavior)，作為神經系統在潛在有毒化合物影響下的指標。雖然這些研究人員也觀察了PD的遺傳標記，但仍需要行為評估才能全面了解這些干擾措施的生理影響。

光遺傳學

斑馬魚幼魚天然透明，這讓它們非常適合進行光學（光遺傳學）實驗。有了 DanioVision光遺傳學的附加配件 (Optogenetics Add-on)，您可以傳遞受到控制的光模式（顏色、強度、時間），並立即使用EthoVision XT測量行為如何變化。舉例來說，您可以短暫照射光線來活化一個腦迴路並觀察游泳活動增加，或者使用另一種光模式來平靜一個迴路並觀察活動下降。

由於一切都經過同步化並在多孔盤 (multi-well plates) 中進行，您可以以一致且高通量的方式測試許多條件，這對於篩選、方法開發或確認大腦活動與行為之間的因果關係是理想的。

請持續您的研究！

想了解更多關於DanioVision的資訊嗎？或者您有關於應用或方法論的問題嗎？請隨時與我們聯繫，我們將協助您。

參考資料

Barriuso, J.; Nagaraju, R.; Hurlstone, A.

Zebrafish: A New Companion for Translational Research in Oncology. Clin. Cancer Res. 2015, 21, 969–975, doi:10.1158/1078-0432.CCR-14-2921.

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.
Aconitum Carmichaelii Triggers Neurotoxicity and Parkinson-like Symptoms through Initiation of ROS-Mitochondrial Apoptosis and the Nox5/DJ-1 Signaling Pathway. BMEMat 2023, 1, e12019, doi:10.1002/bmm2.12019.