斑馬魚行為軌跡跟蹤系統在毒理學研究等多個前沿研究方向中的應用介紹
斑馬魚作為一種重要的模式生物，憑借其基因改造相對容易、與人類基因高度相似等優勢，在疾病建模、藥物篩選和毒理評估等多個研究領域中得到廣泛應用。無論是在胚胎期還是成魚階段，斑馬魚都具有重要的科學研究價值。
若您需要對斑馬魚幼體或其他小型生物進行高通量行為分析，斑馬魚行為軌跡跟蹤系統(DanioVision)無疑是理想之選。該系統已歷經近二十年的實踐檢驗，其可靠性已被超過1500篇學術論文所引用和驗證。DanioVision 集成了專業的硬件設備與業界領先的視頻追蹤軟件 動物運動軌跡跟蹤系統(EthoVision XT)，為研究者提供一體化的行為分析解決方案。
本文將為您梳理DanioVision在多個前沿研究方向中的具體應用。如您在實驗設計或系統使用中有任何疑問，歡迎隨時與我們聯系，我們將竭誠提供技術支持。
藥物發現與安全性評價
斑馬魚與人類存在驚人的相似性：斑馬魚與人類共享約70%的基因，而人類約84%的致病相關基因在斑馬魚中均有對應。因此，斑馬魚已成為研究疾病機制、評估藥物療效與安全性的重要模型。
以腫瘤學研究為例，研究人員可利用 DanioVision，通過趨光性實驗等，在斑馬魚癌癥模型中觀察藥物干預后的行為變化。
毒理學研究
在毒理學領域，斑馬魚被廣泛用于評估重金屬、農藥等環境污染物對生物行為的潛在影響。這些研究尤其關注污染物對神經系統的損害。
使用斑馬魚（通常為幼體或亞成體）進行神經毒性評估時，常見的行為指標包括：
- 自發運動活動：如運動速度變化、總活動水平增減（過度活躍或活動不足），以及特定游泳模式（例如貼壁游動）；
- 感官運動反應：例如驚嚇反應。當斑馬魚受到突然的聲音、震動或光影變化等刺激時，會觸發防御性反應，表現為劇烈的非定向運動，并可能伴隨躲避或藏匿等復雜行為。
晝夜節律分析
斑馬魚常被用于研究特定干預措施對晝夜周期有效性的影響。受精后四天，斑馬魚便能展現顯著的運動活動。
此階段過后，研究者可觀察并追蹤幼魚的基礎運動模式。當暴露于明暗周期（DanioVision系統預設）時，幼魚的運動行為會發生變化。特定化合物或干預措施引發的運動變化規律正是研究者關注的焦點。
正如Aschoff（1965）所言：“人體內幾乎沒有哪個器官或功能不表現類似的每日節律性。”因此，通過DanioVision長時間連續監測行為變化，能夠為揭示機體或器官功能狀態提供關鍵數據支持。
癲癇與癲癇發作模型
斑馬魚幼體可用于構建遺傳性或化學誘導的癲癇模型。研究人員可采用多種技術誘導幼體發生癲癇發作，例如施用致痙攣藥物或暴露于特定光刺激，進而研究驅動癲癇發作的潛在神經機制。
DanioVision可配備震動裝置。通過該裝置配合EthoVision XT，可自動設定震動的時機與力度。這意味著每次輸入操作均受控且保持一致。
視覺與光動反應
針對斑馬魚對外界刺激的反應能力，存在多種測試方法。其中一種是前文提及的驚嚇反應，研究人員還會利用光誘發行為反應。
幼魚光動反應（LPR）檢測是一種針對5-7天齡自由游動斑馬魚幼魚的運動測試。在此發育階段，魚類會表現出定型化的非定向尋光行為——即光線熄滅時運動速度的急劇提升。
趨光性是對光的定向反應：當測試對象向光源移動為正趨光性，遠離光源則為負趨光性。如Qian等人（2021）研究發現，斑馬魚幼體在接觸神經毒性殺菌劑博克拉菌素后，趨光行為明顯受到抑制。
驚嚇反應
斑馬魚幼體的驚嚇反應是一種以尾部卷曲形式表現的保守性防御反應。這種身體彎曲行為是對多種感官刺激的反應。該反應的變化可反映神經精神疾病的影響。研究人員通過觀察幼體對標準化刺激產生驚嚇反應的方式及頻率來進行評估。
斑馬魚常被用于研究特定干預措施對晝夜周期有效性的影響。受精后四天，斑馬魚便能展現顯著的運動活動。
此階段過后，研究者可觀察并追蹤幼魚的基礎運動模式。當暴露于明暗周期（DanioVision系統預設）時，幼魚的運動行為會發生變化。特定化合物或干預措施引發的運動變化規律正是研究者關注的焦點。
正如Aschoff（1965）所言：“人體內幾乎沒有哪個器官或功能不表現類似的每日節律性。”因此，通過DanioVision長時間連續監測行為變化，能夠為揭示機體或器官功能狀態提供關鍵數據支持。
癲癇與癲癇發作模型
斑馬魚幼體可用于構建遺傳性或化學誘導的癲癇模型。研究人員可采用多種技術誘導幼體發生癲癇發作，例如施用致痙攣藥物或暴露于特定光刺激，進而研究驅動癲癇發作的潛在神經機制。
DanioVision可配備震動裝置。通過該裝置配合EthoVision XT，可自動設定震動的時機與力度。這意味著每次輸入操作均受控且保持一致。
視覺與光動反應
針對斑馬魚對外界刺激的反應能力，存在多種測試方法。其中一種是前文提及的驚嚇反應，研究人員還會利用光誘發行為反應。
幼魚光動反應（LPR）檢測是一種針對5-7天齡自由游動斑馬魚幼魚的運動測試。在此發育階段，魚類會表現出定型化的非定向尋光行為——即光線熄滅時運動速度的急劇提升。
趨光性是對光的定向反應：當測試對象向光源移動為正趨光性，遠離光源則為負趨光性。如Qian等人（2021）研究發現，斑馬魚幼體在接觸神經毒性殺菌劑博克拉菌素后，趨光行為明顯受到抑制。
驚嚇反應
斑馬魚幼體的驚嚇反應是一種以尾部卷曲形式表現的保守性防御反應。這種身體彎曲行為是對多種感官刺激的反應。該反應的變化可反映神經精神疾病的影響。研究人員通過觀察幼體對標準化刺激產生驚嚇反應的方式及頻率來進行評估。
運動障礙
某些神經毒性化合物可能與阿爾茨海默癥（AD）和帕金森病（PD）等神經退行性疾病相關。斑馬魚因其諸多優勢——尤其是與人類基因組在生理功能和信號傳導通路上的相似性——被廣泛用作神經毒性研究的毒理學模型。這些相似性使斑馬魚結合其強烈的行為反應，成為研究這些疾病的理想模型。
Pang等學者（2019）運用DanioVision觀察運動行為，以此作為神經系統受潛在毒性化合物影響的讀數指標。盡管該研究同時檢測了PD的遺傳標記，但仍需通過行為評估全面揭示這些干預措施的生理效應。
光遺傳學研究
斑馬魚幼體通體透明，使其成為光遺傳學實驗的理想載體。借助DanioVision光遺傳學模塊，您可通過EthoVision XT精準調控光照模式（顏色、強度、時序），并即時監測行為變化。例如：短暫照射特定光線激活腦回路可觀察到游動頻率增加；采用另一種光模式抑制回路則會導致活動水平下降。
您可以在多孔板中同時進行多種條件測試，以高通量方式篩選表型、優化方法，或驗證特定神經環路與行為之間的因果關系。
繼續推進您的研究！
我們整理了DanioVision的部分應用案例供您參考，如需了解更多詳情，敬請隨時聯系我們。
如果您對 DanioVision感興趣，或對具體應用方法存在任何疑問，歡迎掃描下方二維碼填寫信息，我們非常樂意為您提供專業的支持與服務！
參考文獻
- 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.
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