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斑馬魚活動軌跡追蹤最佳解決方案:DanioVision

OCT 13 ,2022

Tracking tiny transparent fish with EthoVision XT

 

在生物學研究中,與人類生理構造截然不同的魚類可能不是最優先被想到的模式動物。 儘管如此,斑馬魚 (Danio rerio) 這種原產於東南亞的熱帶魚類,自 1960 年代以來在其他生物學相關研究領域中一直被用作模式生物,直到 1990 年代末/2000 年代初期逐漸流行於神經科學相關領域的研究。

 

斑馬魚模式動物的優點:

  • 發展歷史悠久且品種穩定
  • 生長與繁殖週期極快,短時間內就可以看到研究成果
  • 成本比任何的鼠類模式都還要低廉

 

以上是使用斑馬魚作為模式動物的眾多優勢之一,但最重要的是,斑馬魚的完整基因組已被定序,其中有 70% 的基因是與人類相同的,因此有許多種類的生理現象與疾病病程與人類相似,使用斑馬魚得到的研究成果就如同使用鼠類一樣皆具有參考價值。

 

斑馬魚擁有許多其他種類常用模式動物沒有的一些特色。 其中一個非常受歡迎的特色是它是透明的胚胎和幼魚階段。 這使得標記特定細胞(例如使用 GFP螢光蛋白)成為可能,且透明的魚身使研究人員能夠使用低倍顯微鏡從外部檢查血管、肌肉和神經系統的內部發育。 這為脊椎動物的發育提供了獨特的見解。

 

two zebrafish larvae

 

什麼是Daniovision呢?一套完善且擁有彈性的斑馬魚活動軌跡追蹤最佳解決方案。

這個完整的系統巧妙地命名為 DanioVision,專為研究斑馬魚幼魚活動、運動模式和其他基本測量而設計。 這可以揭示關於正常和癲癇行為、晝夜節律、運動控制、運動障礙、神經發育等的訊息。可以使用多孔孔盤進行量測使其成為研究人員對斑馬魚幼魚進行高通量測試的重要工具。 雖然這個命名看似為斑馬魚所設計,但 DanioVision 可以使用的對象不僅限於斑馬魚。 任何能夠放進孔盤或培養皿的生物皆可使用該系統進行研究,例如兩棲動物(蝌蚪階段)、果蠅幼蟲(黑腹果蠅)甚至墨魚幼魚(Sepia Bandensis)。

 

DanioVision unit 3 colors toplight

DanioVision 是由 EthoVision XT 動物軌跡追蹤軟體與一個為其量身打造的小型動物觀察室組成。 觀察室的設計可以使用並固定標準的多孔孔盤,以便在標準 ANSI 和 SBS 兼容的多孔孔盤中觀察幼魚、蝌蚪或其他動物幼體。 DanoVision 的觀察室可阻擋外部光線,盡可能吸收振動,並配有附加溫度控制單元,以確保實驗進行期間動物能夠擁有受控和穩定的測試環境。

 

背光板支架為整個孔盤提供均勻的照明,並確保您的孔盤或其他容器每次都放置在完全相同的位置,使每次實驗孔盤的位置都會分毫不差,每次實驗都需要重新調整燈光與攝影機等繁雜事項成為過去。

 

有關 DanioVision 系統的詳細說明以及所有可能的功能和附加組件,請查看此頁面

well plate petri dish pipet zebrafish larvae

 

斑馬魚模式的發光發熱

最近發表的論文對該模式動物的巨大影響揭示了使用 DanioVision 系統進行斑馬魚研究的真正重要性。 在 Banerji 博士與他的研究團隊最近的一項研究中,研究了使用突變卓飛症後群 (Dravet syndrome)的斑馬魚研究治療癲癇等神經發育障礙的方法 [1]。 Griffin 博士與他的研究團隊還對斑馬魚的癲癇進行了重要的表型分析,作為“癲癇斑馬魚計劃”的一部分 [2]。

 

斑馬魚作為神經疾病相關研究的空間仍然廣泛,研究主題可以包括但不限於肌肉疾病 [3]、衰老 [4] 甚至是 肌萎縮側索硬化症 (ALS) [5]。

 

然而,斑馬魚研究不僅限於神經科學。 Yuan 博士與他的研究團隊最近對除草劑的毒性及其對水生脊椎動物的有害影響(生態/毒理學)進行了環境研究 [6]。 自工業革命開始以來,這仍然是一個複雜的問題。 除了工業污染外,亦有針對殺蟲劑的使用及其對斑馬魚行為的影響所進行的研究被發表[7]。

 

斑馬魚雖小,但五臟俱全

這不是第一個,也不會是最後一個關於斑馬魚作為模式生物的文章(查看此頁面以查找有關此主題的更多介紹文章)。 我們Noldus Information Technology希望讓您了解斑馬魚研究領域的最新發展和見解,以及 DanioVision 如何有助於更好地了解這個不容忽視的“小魚苗”,而這個小魚苗將會在不久的將來帶給我們更多更多的驚喜。

 

參考文獻

[1]         Banerji, R., Huynh, C., Figueroa, F., Dinday, M. T., Baraban, S. C., Patel, M. (2021). Enhancing glucose metabolism via gluconeogenesis is therapeutic in a zebrafish model of Dravet syndrome. Brain Commun., 3 (1)

[2]         Griffin, A. et al. (2021). Phenotypic analysis of catastrophic childhood epilepsy genes. Commun. Biol. 2021 41, 4 (1), 1–13

[3]         Hsu, P.-J. et al. (2021). l-Carnitine ameliorates congenital myopathy in a tropomyosin 3 de novo mutation transgenic zebrafish. J. Biomed. Sci. 2021 281, 28 (1), 1–21

[4]         Liu, J. et al. (2021). Resveratrol Alleviates 27-Hydroxycholesterol-Induced Senescence in Nerve Cells and Affects Zebrafish Locomotor Behavior via Activation of SIRT1-Mediated STAT3 Signaling. Oxid. Med. Cell. Longev., 2021

[5]         Soll, M., Goldshtein, H., Rotkopf, R., Russek-Blum, N., Gross, Z. (2021). A Synthetic SOD/Catalase Mimic Compound for the Treatment of ALS. Antioxidants 2021, Vol. 10, Page 827, 10 (6), 827

[6]         Yuan, W. et al. (2021). Effects of sulfometuron-methyl on zebrafish at early developmental stages. Ecotoxicol. Environ. Saf., 220, 112385

[7]         Faria, M. et al. (2021). Androgenic activation, impairment of the monoaminergic system and altered behavior in zebrafish larvae exposed to environmental concentrations of fenitrothion. Sci. Total Environ., 775, 145671