今天，讓我們來(lái)聊聊斑馬魚(yú)。要知道，一條斑馬魚(yú)肯定和另一條魚(yú)不一樣。在進(jìn)行高通量研究時(shí)，這可能會(huì )對你的研究產(chǎn)生很大影響。那么，這意味著(zhù)什么，又該如何幫助研究得到可靠的研究結果呢？
不一樣的魚(yú)
可以說(shuō)，斑馬魚(yú)是多種人類(lèi)精神疾病以及毒理學(xué)和藥物發(fā)現的理想模型。大量的研究都在關(guān)注幼魚(yú)的活動(dòng)和游動(dòng)模式，其中許多都是在多孔板中進(jìn)行的高通量研究。然而，斑馬魚(yú)幼魚(yú)的行為變化很大，導致使用大量動(dòng)物，無(wú)法檢測到小的缺陷。與許多研究領(lǐng)域一樣，研究結果可能存在差異。
因此，瑞士聯(lián)邦水產(chǎn)科學(xué)與技術(shù)研究所希望更好地了解斑馬魚(yú)幼魚(yú)在發(fā)育過(guò)程中是否穩定，以及行為參數是否與生理和形態(tài)特征相關(guān)，目的是更好地了解幼魚(yú)運動(dòng)行為的可變性和可預測性。環(huán)境毒理學(xué)系博士后菲茨杰拉德博士在《科學(xué)報告》（Scientific Reports）上發(fā)表了一篇相關(guān)論文。
個(gè)體自身和個(gè)體之間的差異
在自然種群中，包括人類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)、魚(yú)類(lèi)和其他物種，行為的個(gè)體間差異被廣泛觀(guān)察到。然而，當行為被量化為具有相關(guān)分散的平均值時(shí)，個(gè)體僅被視為重復。但是，當忽略個(gè)體自身行為的可變性時(shí)，潛在的生物學(xué)意義就會(huì )被掩蓋。因此，有必要解決和理解個(gè)體自身行為之間的差異，因為這有助于理解個(gè)體在環(huán)境適應過(guò)程中的反應。
個(gè)體自身反應的高度可變性也可能導致實(shí)驗中的變異，這些個(gè)體內差異主要歸因于個(gè)體發(fā)育和環(huán)境影響。雖然靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物和嚙齒動(dòng)物的個(gè)體內行為一致性已得到廣泛關(guān)注，但水生模型在這方面的特征較少。因此，該研究的目的是測試斑馬魚(yú)個(gè)體在幼魚(yú)發(fā)育過(guò)程中是否會(huì )出現一致的運動(dòng)活動(dòng)，如果是這樣，在什么條件下會(huì )出現這種活動(dòng)。鑒于光照條件對運動(dòng)模式的影響不同，研究假設個(gè)體內的一致性可能在不同的光照條件下有所不同。此外，研究還測試了是否可以從刺激引發(fā)的活動(dòng)反應中觀(guān)察到一致性，以及個(gè)體差異是否可以歸因于幼魚(yú)的生理或形態(tài)特征。
斑馬魚(yú)幼魚(yú)的活動(dòng)
在研究中，他們在斑馬魚(yú)行為軌跡跟蹤系統(DanioVision)的多孔板中測試了132只野生型斑馬魚(yú)幼魚(yú)。在3天的時(shí)間里，分別在受精后5、6 和 7 天齡（dpf）的上午和下午對斑馬魚(yú)進(jìn)行了測試。用動(dòng)物運動(dòng)軌跡跟蹤系統(EthoVision XT)測定了在光照和黑暗條件下測試自發(fā)游動(dòng)行為、在黑暗中游動(dòng)和在黑暗一段時(shí)間后在光照下游動(dòng)的行為。
黑暗中的一致運動(dòng)
事實(shí)證明，游動(dòng)活動(dòng)在個(gè)體內保持一致，在黑暗階段的變化格外低。幼魚(yú)在黑暗中更加活躍，而且似乎它們活動(dòng)得越多，活動(dòng)的變化就越小。
一致性在 6 到 7 dpf 年齡段最高。這似乎是一種發(fā)育效應，因為在更早的年齡開(kāi)始測試并沒(méi)有改變結果。
雖然一般來(lái)說(shuō)，幼魚(yú)的活動(dòng)在上午和下午有所不同，但個(gè)體的移動(dòng)是一致的：上午活動(dòng)較多的動(dòng)物下午也活動(dòng)更多。
驚嚇?lè )磻?/span>
雖然一般的運動(dòng)似乎是一個(gè)非常一致的因素，但驚嚇?lè )磻獏s不那么容易預測。除了光照條件變化的直接影響外，還測量了另外兩種驚嚇?lè )磻簩诎甸W光的反應和對斑馬魚(yú)行為軌跡跟蹤系統(DanioVision)內置的震動(dòng)刺激的反應。
結果顯示，所有刺激都會(huì )引起運動(dòng)增加，但從活動(dòng)指數（移動(dòng)的百分比）和徑向指數（在孔板區域內的位置）來(lái)看，這種反應在個(gè)體或群體水平上都是不一致的。
生理相關(guān)性
每天測試結束后，研究人員使用多視頻錄制軟件(Media Recorder)拍攝幼魚(yú)，并使用斑馬魚(yú)微視行為分析系統（DanioScope）研究心率和形態(tài)特征（體長(cháng)、魚(yú)鰾大?。?。
運動(dòng)活動(dòng)與這些參數都不相關(guān)，而且個(gè)體間差異很大。測量結果表明，個(gè)體以恒定的速度生長(cháng)。
為研究獲得更可靠的結果
這項研究更深入地揭示了個(gè)體間和個(gè)體內測量結果的差異。它表明，個(gè)體幼魚(yú)的運動(dòng)活動(dòng)在整個(gè)幼魚(yú)發(fā)育過(guò)程中（尤其是在黑暗階段）保持一致且可預測。此外，幼魚(yú)對驚嚇刺激的反應是不可預測的，反應強度和運動(dòng)活動(dòng)之間沒(méi)有相關(guān)性。運動(dòng)活動(dòng)與幼魚(yú)的生理或形態(tài)特征（心率、體長(cháng)、魚(yú)鰾大?。o(wú)關(guān)。通過(guò)在個(gè)體水平上進(jìn)行測試來(lái)利用這種一致性的研究，可能會(huì )有助于使用運動(dòng)活動(dòng)作為目的的檢測靈敏度的提高。
參考文獻
Fitzgerald, J.A.; Tulasi Kirla, K.; Zinner, C.P.; Berg, C.M., vom (2019). Emergence of consistent intra-individual locomotor patterns during zebrafish development. Scientific Reports 9, 13647.
