Verhaltensweisen für den Studierenz-Stress in Zebrafischen

Stressreaktionen sind veränderte Verhaltens-und physiologische Zustände, die aus potenziell schädlichen oder mitteldurchschnittlichen Reizen resultieren. Stressreaktionen werden im gesamten Tierreich konserviert und sind entscheidend für das Überleben eines Organismus¹. Die jahrzehntelange Forschung hat unser Wissen über einige der genetischen und neuronalen Mechanismen, die den Stresszuständen zugrunde liegen, stark erweitert. Heute sind Bereiche des Gehirns wie die Amygdala und das Striatum², und genetische Faktoren wie Corticotropin freisetzendes Hormon (Crh), und die Glukokortikoid (gr) und Mineralocortikod-Rezeptoren ( Mr) wurden ausgiebig untersucht 3^{,4,5, 6.} Trotz dieser kritischen Befunde ist in Bezug auf die genetische und neuronale Regulierung von Stress noch viel unbekannt. Viele stressbedingte Störungen leiden daher unter einem Mangel an Therapeutika.

Gentechnisch veränderbare Modellorganismen bieten ein nützliches Werkzeug bei der Untersuchung der genetischen und neuronalen Verhaltenskontrolle. Vor allem Fischmodelle sind extrem leistungsfähig: Sie sind kleine Organismen mit kurzen Erzeugungszeiten, ihr Einsatz im Labor ist oberflächlich, ihre Genome leicht modifiziert, und als Wirbel teilen sie nicht nur genetische, sondern auch neuroanatomische Homologie mit ihren Säugetieren 7,8^. Standard-Assays zur Messung von Stress können mit Zebrafischlinien gepaart werden, die genetische Mutationen beherbergen, oder solche, in denen Manipulationen präziser neuronaler Untergruppen möglich sind, und die Auswirkungen einzelner Gene oder definierter Neuronen können schnell und effizient beurteilt werden.

Verhaltenell können Stressreaktionen in Fischen als Perioden der Hyperaktivität oder längere Phasen der Inaktivität (ähnlich wie “Einfrieren”) 9,reduzierte Erkundung¹⁰, schnelle Atmung, reduzierteNahrungsaufnahme 11 und eine Platzpräferenz für den Boden eines Tanks¹². Wenn zum Beispiel erwachsene Zebrafische und andere kleine Fischmodelle in einen unbekannten Tank gelegt werden, zeigen sie eine anfängliche Vorliebe für die untere Hälfte des Tanks, doch im Laufe der Zeit beginnen die Fische mit der Erkundung der oberen und unteren Hälften mit nahezu gleicher Häufigkeit¹². Die Behandlung von Erwachsenen mit Medikamenten bekannt, um Angstzustände zu reduzieren, führen dazu, dass Fische sofort die obere Hälfte^10,13zu erforschen. Umgekehrt führen Medikamente, die die Angst erhöhen, dazu, dass Fische eine starke Vorliebe für die untere Hälfte des Tanks^12,14,15zeigen. So sind reduzierte Explorationen und die Bevorzugung der unteren Hälfte des Tanks einfache und zuverlässige Indikatoren für Stress.

Wie die meisten Wirbeltiere werden auch bei Fischen die Stressreaktionen bei Fischen durch die Aktivierung der Hypothalamic-Pituitary-inter-renal-Achse (HPI; analog zur Hypothalamin-Pituitary-Adrenal-Achse bei Säugetieren)^{14,16angetrieben}. Hypothalamische Neuronen, die das Hormon Corticotropin freisetzendes Hormon (CRH) an die Hypophyse ausdrücken, das wiederum adrenocorticotropische freisetzende Hormone (ACTH) freigibt. ACTH signalisiert dann an die Internierendrüse^,Cortisol zu produzieren und zu trennen, das eine Reihe von nachgelagerten Zielen¹⁶hat, von denen eines negative Feedback der crh^{produzierenden}hypothalamischen Neuronen 3,17 ist, ^18,19.

Hier beschreiben wir eine Methode zur Beurteilung von Verhaltensmaßnahmen von angeborenem Stress. Für das Verhalten werden die Protokolle mit dem neuartigen Panzertauchtest^12,14detailliert beschrieben. Wir zeigen dann als Beispiel, dass ein bekanntes Angstmedikament, Buspirone, verhaltensbedingte Stressmaßnahmen reduziert.