实验生物学博客:产生幻觉的斑马鱼

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


今天是实验生物学会议的第 4 天,我看到一张海报,使用斑马鱼作为研究致幻剂行为影响的模型。此外,还有一个关于情感障碍治疗的精彩研讨会,以及关于压力、血清素系统等方面的优秀海报。但我们现在先关注斑马鱼。

当大多数科学家思考我们如何研究药物反应时,我们通常会想到大鼠、猴子或小鼠,它们按下杠杆来给予药物,或在治疗后表现出不同的行为。有时我们会看到关于果蝇的研究 (http://arstechnica.com/science/news/2012/03/a-lack-of-sex-drives-flies-to-drink.ars)。但是鱼呢?特别是斑马鱼?

斑马鱼是科学研究中非常有吸引力的模型。它们拥有完全测序的基因组,一系列易于观察和修改的行为,并且比啮齿动物或灵长类动物模型更便宜。而且测试不同药物的效果也很容易:只需倒入一些到鱼缸中,观察会发生什么,这比必须给哺乳动物注射压力要小得多。


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已经有关于斑马鱼使用可卡因 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18499199) 和吗啡 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22205946) 的研究。杜兰大学 Allan Kalueff 的实验室对致幻剂感兴趣,例如麦司卡林和 psilocybin 等药物。他们特别研究了麦司卡林,一种来自乌羽玉仙人掌的药物;psilocybin,一种来自蘑菇的药物;以及苯环利定 (PCP),一种曾经被开发为麻醉剂,但具有强效致幻特性的药物。麦司卡林和 psilocybin 作用于神经递质血清素的受体 (http://scientopia.org/blogs/scicurious/2010/08/25/back-to-basics-3-depression-post-4-the-serotonin-system/),而 PCP 的作用机制通过谷氨酸系统 (http://en.wikipedia.org/wiki/Phencyclidine)。所有这三种都是强效致幻药物。虽然你无法判断斑马鱼是否看到了幻觉,但它们易于分类的行为可以用来检查药物之间的相似性和差异性,并帮助理解它们的作用机制。

因此,Kalueff 实验室的学生 Collins 给斑马鱼施用了不同剂量的致幻剂,并观察了鱼的行为。他从新奇鱼缸测试开始,将一条鱼单独放入装有药物或盐水的新奇鱼缸中。当鱼暴露于新奇鱼缸时,它们会立即游到底部,并随着它们变得更舒适而开始游到柱子旁,这是一种类似焦虑行为的衡量标准。但是使用 PCP 或麦司卡林,鱼游到鱼缸顶部的速度比对照组鱼更快,这表明它们的焦虑感降低了。服用 PCP 的鱼也表现出更不稳定的游泳行为。Collins 还研究了群游测试中的社会行为。斑马鱼是社会性的,喜欢成群结队地游动,但在对不同药物的反应中会表现出社会行为的差异。当 Collins 给鱼服用麦司卡林时,鱼似乎更具社会性,鱼间距离减少。Psilocybin 和 PCP 也导致应激激素皮质醇的增加。

通过观察致幻药物对鱼类行为的影响,Kalueff 的实验室希望利用斑马鱼作为模型来理解药物诱导行为背后的机制,并帮助我们理解这些非常复杂的药物如何产生作用。不仅如此,致幻药物通常被用来模拟精神分裂症等精神疾病。因此,有一天,服用 PCP 的斑马鱼可能会为一些复杂的疾病提供关键线索。

Scicurious has a PhD in Physiology from a Southern institution. She has a Bachelor of Arts in Philosophy and a Bachelor of Science in Biology from another respected Southern institution. She is currently a post-doctoral researcher at a celebrated institution that is very fancy and somewhere else. Her professional interests are in neurophysiology and psychiatric disorders. She recently obtained her PhD and is pursuing her love of science and writing at the same time. She often blogs in the third person. For more information about Scicurious and to view her recent award and activities, please see her CV ( http://scientopia.org/blogs/scicurious/a-scicurious-cv/)

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