यहां, हम एक टैंक का उपयोग करके वयस्क जेब्राफिश पर रसायनों (जैसे, मेथामफेटामाइन और ग्लाइफोसेट) के संभावित न्यूरोटॉक्सिक प्रभावों को प्रभावी ढंग से निर्धारित करने के लिए उपन्यास टैंक, शोलिंग और सामाजिक वरीयता परीक्षणों सहित एक व्यापक व्यवहार परीक्षण बैटरी प्रस्तुत करते हैं। यह विधि न्यूरोटॉक्सिसिटी और पर्यावरण अनुसंधान के लिए प्रासंगिक है।
न्यूरोपैथोलॉजिकल प्रभावों की उपस्थिति, कई वर्षों तक, एक रासायनिक पदार्थ की न्यूरोटॉक्सिसिटी का आकलन करने के लिए मुख्य समापन बिंदु साबित हुई। हालांकि, पिछले 50 वर्षों में, मॉडल प्रजातियों के व्यवहार पर रसायनों के प्रभावों की सक्रिय रूप से जांच की गई है। उत्तरोत्तर व्यवहार समापन बिंदुओं को न्यूरोटॉक्सिकोलॉजिकल स्क्रीनिंग प्रोटोकॉल में शामिल किया गया था, और इन कार्यात्मक परिणामों को अब नियमित रूप से रसायनों की संभावित न्यूरोटॉक्सिसिटी की पहचान करने और निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है। वयस्क ज़ेब्राफिश में व्यवहार परख चिंता, सामाजिक संपर्क, सीखने, स्मृति और लत सहित व्यवहार की एक विस्तृत श्रृंखला का अध्ययन करने के लिए एक मानकीकृत और विश्वसनीय साधन प्रदान करते हैं। वयस्क जेब्राफिश में व्यवहार परख में आमतौर पर मछली को एक प्रयोगात्मक क्षेत्र में रखना और वीडियो ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग करके उनके व्यवहार की रिकॉर्डिंग और विश्लेषण करना शामिल होता है। मछली को विभिन्न उत्तेजनाओं से अवगत कराया जा सकता है, और विभिन्न प्रकार के मैट्रिक्स का उपयोग करके उनके व्यवहार को निर्धारित किया जा सकता है। उपन्यास टैंक परीक्षण मछली में चिंता जैसे व्यवहार का अध्ययन करने के लिए सबसे स्वीकृत और व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले परीक्षणों में से एक है। शोलिंग और सामाजिक वरीयता परीक्षण ज़ेब्राफिश के सामाजिक व्यवहार का अध्ययन करने में उपयोगी हैं। यह परख विशेष रूप से दिलचस्प है क्योंकि पूरे शोल के व्यवहार का अध्ययन किया जाता है। ये परखें औषधीय और आनुवंशिक जोड़तोड़ के लिए अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य और संवेदनशील साबित हुई हैं, जिससे उन्हें तंत्रिका सर्किट और आणविक तंत्र अंतर्निहित व्यवहार का अध्ययन करने के लिए मूल्यवान उपकरण बना दिया गया है। इसके अतिरिक्त, इन परखों का उपयोग दवा स्क्रीनिंग में यौगिकों की पहचान करने के लिए किया जा सकता है जो व्यवहार के संभावित मॉड्यूलेटर हो सकते हैं।
हम इस काम में दिखाएंगे कि मछली न्यूरोटॉक्सिकोलॉजी में व्यवहार उपकरण कैसे लागू करें, मेथेम्फेटामाइन, एक मनोरंजक दवा, और ग्लाइफोसेट, एक पर्यावरण प्रदूषक के प्रभाव का विश्लेषण करें। परिणाम पर्यावरण प्रदूषकों और दवाओं के न्यूरोटॉक्सिकोलॉजिकल प्रभावों की समझ के लिए वयस्क ज़ेब्राफिश में व्यवहार परख के महत्वपूर्ण योगदान को प्रदर्शित करते हैं, इसके अलावा आणविक तंत्र में अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं जो न्यूरोनल फ़ंक्शन को बदल सकते हैं।
ज़ेब्राफिश (डैनियो रेरियो) इकोटॉक्सिकोलॉजी, ड्रग डिस्कवरी और सुरक्षा फार्माकोलॉजी अध्ययन के लिए एक लोकप्रिय मॉडल कशेरुक प्रजाति है। इसकी कम लागत, अच्छी तरह से स्थापित आणविक आनुवंशिक उपकरण, और तंत्रिका तंत्र के मोर्फोजेनेसिस और रखरखाव में शामिल प्रमुख शारीरिक प्रक्रियाओं का संरक्षण ज़ेब्राफिश को न्यूरोसाइंस अनुसंधान के लिए एक आदर्श पशु मॉडल बनाता है, जिसमें न्यूरोबिहेवियरल टॉक्सिकोलॉजी 1,2 शामिल है। एक रसायन की न्यूरोटॉक्सिसिटी के मूल्यांकन के लिए मुख्य समापन बिंदु, हाल ही में, न्यूरोपैथोलॉजिकल प्रभावों की उपस्थिति थी। हाल ही में, हालांकि, व्यवहार समापन बिंदुओं को न्यूरोटॉक्सिकोलॉजिकल स्क्रीनिंग प्रोटोकॉल में शामिल किया गया है, और इन कार्यात्मक परिणामों को अब आमतौर पर रसायनों 3,4 की संभावित न्यूरोटॉक्सिसिटी की पहचान करने और निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, व्यवहार समापन बिंदु पारिस्थितिक दृष्टिकोण से अत्यधिक प्रासंगिक हैं, क्योंकि मछली में एक बहुत ही हल्का व्यवहार परिवर्तनप्राकृतिक परिस्थितियों में जानवर के अस्तित्व को खतरे में डाल सकता है।
वयस्क जेब्राफिश अनुसंधान में सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले व्यवहार परखों में से एक उपन्यास टैंक परीक्षण (एनटीटी) है, जो चिंता जैसे व्यवहार 6,7 को मापता है। इस परख में, मछली को नवीनता से अवगत कराया जाता है (मछली को एक अपरिचित टैंक में रखा जाता है), एक हल्का प्रतिकूल उत्तेजना और उनकी व्यवहार प्रतिक्रियाएं देखी जाती हैं। एनटीटी का उपयोग मुख्य रूप से बेसल लोकोमोटर गतिविधि, जियोटैक्सिस, ठंड और मछली के अनियमित आंदोलनों का आकलन करने के लिए किया जाता है। अनियमित8 को दिशा के अचानक परिवर्तन (ज़िगज़ैगिंग) और त्वरण (डार्टिंग) के बार-बार एपिसोड की विशेषता है। यह एक अलार्म प्रतिक्रिया है और आमतौर पर ठंड एपिसोड से पहले या बाद में मनाया जाता है। बर्फ़ीली व्यवहार टैंक के तल पर मछली के आंदोलनों (ऑपरेकुलर और ओकुलर आंदोलनों को छोड़कर) की पूरी समाप्ति से मेल खाती है, जैसा कि बेहोश करने की क्रिया के कारण गतिहीनता से अलग है, जो हाइपोलोकोमोशन, अकिनेसिया और डूबने का कारण बनता है8. फ्रीजिंग आमतौर पर तनाव और चिंता की उच्च स्थिति से संबंधित है और विनम्र व्यवहार का भी हिस्सा है। जटिल व्यवहार जानवरों की चिंता की स्थिति के उत्कृष्ट संकेतक हैं। एनटीटी को औषधीय और आनुवंशिक हेरफेर9 के प्रति संवेदनशील दिखाया गया है, जिससे यह चिंता और संबंधित विकारों के तंत्रिका आधार का अध्ययन करने के लिए एक मूल्यवान उपकरण बन गया है।
ज़ेब्राफिश एक अत्यधिक सामाजिक प्रजाति है, इसलिए हम सामाजिक व्यवहारों की एक विस्तृत श्रृंखला को माप सकते हैं। शोलिंग टेस्ट (एसटी) और सामाजिक वरीयता परीक्षण (एसपीटी) सामाजिक व्यवहार10 का आकलन करने के लिए सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले परख हैं। एसटी मछली की स्थानिक व्यवहार और आंदोलन पैटर्न को निर्धारित करके एक साथ समूहबनाने की प्रवृत्ति को मापता है। अनुसूचित जनजाति समूह की गतिशीलता, नेतृत्व, सामाजिक शिक्षा, और कई मछली प्रजातियों12 के सामाजिक व्यवहार को समझने के अध्ययन के लिए उपयोगी है. वयस्क ज़ेब्राफिश में एसपीटी चूहों13 के लिए सामाजिक नवीनता परीक्षण के लिए क्रॉली की प्राथमिकता से अनुकूलित किया गया था और जल्दी से इस मॉडल प्रजातियों14 में सामाजिक संपर्क के अध्ययन के लिए एक लोकप्रिय व्यवहार परख बन गया। इन दो परीक्षणों को दवा स्क्रीनिंग परख में उपयोग के लिए भी अनुकूलित किया गया है और सामाजिक व्यवहार15,16 को संशोधित करने वाले उपन्यास यौगिकों की पहचान करने के लिए वादा दिखाया है।
सामान्य में, वयस्क zebrafish में व्यवहार assays शक्तिशाली उपकरण है कि व्यवहार तंत्र या सक्रिय यौगिकों और दुरुपयोग दवाओं17 के neurophenotypes पर बहुमूल्य जानकारी प्रदान कर सकते हैं. यह प्रोटोकॉल विवरण देता है कि बुनियादी भौतिक संसाधनों के साथ इन व्यवहार उपकरणों7 को कैसे लागू किया जाए और न्यूरोएक्टिव यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला के प्रभावों को चिह्नित करने के लिए विषाक्तता परख में उन्हें कैसे लागू किया जाए। इसके अलावा, हम देखेंगे कि एक न्यूरोएक्टिव यौगिक (मेथैम्फेटामाइन) के तीव्र जोखिम के न्यूरोबिहेवियरल प्रभावों का आकलन करने के लिए एक ही परीक्षण लागू किया जा सकता है, लेकिन एक कीटनाशक (ग्लाइफोसेट) के पर्यावरणीय सांद्रता के पुराने जोखिम के बाद इन प्रभावों को चिह्नित करने के लिए भी।
एनटीटी में देखे गए विशेषता चिंता व्यवहार को मस्तिष्क21 में विश्लेषण किए गए सेरोटोनिन के स्तर के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध किया गया है। उदाहरण के लिए, पैरा-क्लोरोफेनिलएलनिन (पीसीपीए) के संप…
The authors have nothing to disclose.
इस काम को स्पेनिश विज्ञान और नवाचार मंत्रालय (परियोजना PID2020-113371RB-C21), IDAEA-CSIC, सेवेरो ओचोआ सेंटर ऑफ एक्सीलेंस (CEX2018-000794-S) से “Agencia Estatal de Investigación” द्वारा समर्थित किया गया था। जूलियट Bedrossiantz एक पीएचडी अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था (PRE2018-083513) स्पेनिश सरकार और यूरोपीय सामाजिक कोष द्वारा सह-वित्त पोषित.
Aquarium Cube shape | Blau Aquaristic | 7782025 | Cubic Panoramic 10 (10 L, 20 cm x 20 cm x 25 cm, 5 mm) |
Ethovision software | Noldus | Ethovision XT | Version 12.0 or newer |
GigE camera | Imaging Development Systems | UI-5240CP-NIR-GL | |
GraphPad Prism 9.02 | GraphPad software Inc | GraphPad Prism 9.02 | For Windows |
IDS camera manager | Imaging Development Systems | ||
LED backlight illumination | Quirumed | GP-G2 | |
SPSS Software | IBM | IBM SPSS v26 | |
uEye Cockpit software | Imaging Development Systems | version 4.90 |