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斑马鱼行为篇：斑马鱼模型研究疼痛

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2024-12-02 05:06

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在斑马鱼中激活伤害感受器以研究急性和持续性疼痛，通常首选化学或药理学方法。通常，为了避免因处理和注射前的麻醉而给鱼造成额外压力，最好避免注射。然而，注射可以更好地控制鱼体内的有效浓度，可以模拟局部疼痛效应或治疗。

AB系野生型斑马鱼，饲养于集中式斑马鱼养殖系统。养殖条件：水温（28±0.5）℃，pH值7.0～7.4，保持14h光照/10h黑暗的光照周期，每日喂食3次活体丰年虾。排卵前日的斑马鱼成鱼以1∶2的雌雄比放入产卵缸内，中间插入隔板分开雌雄以保证排孵时间一致，并于次日光周期前抽取隔板，光周期开始0.5h后收集鱼卵，将其用培养水冲洗3遍放入新培养水中，于28.5℃相同光照条件下发育至第4天（4dpf）。

有许多可以通过改变pH值或作为结合激动剂来激活伤害感受器的物质。乙酸作为引起疼痛的痛原在不同鱼类，包括斑马鱼中已经得到很好的建立。此外，向成年斑马鱼的角膜施加高渗NaCl溶液可以诱导伤害感受效应，这些效应可以通过添加Trpv1拮抗剂辣椒素（capsazepine）来逆转。芥末油中的烯丙基异硫氰酸酯（AITC）或肉桂醛作为Trpa1a和Trpa1b的激动剂，可以模拟热性痛觉过敏。

镇痛活性评价：

镇痛活性评价选取4dpf的斑马鱼幼鱼于12孔板中，每孔20尾，同时设置对照组（胚胎用水）、模型组。给药3d后，观察各组斑马鱼的状态，确保每组斑马鱼均存活。而后随机选取斑马鱼幼鱼于24孔板中，每孔1只幼鱼，20尾斑马鱼为1组。除对照组外，各组斑马鱼适应性培养30min后以0.2μg·mL−1佛波酯构建疼痛模型，将各组的斑马鱼转移到含有0.2μg·mL−1佛波酯的24孔板中（每孔1只幼鱼），利用FishTrack斑马鱼行为轨迹系统监测斑马鱼10min内的行为轨迹，以快速运动次数、快速运动距离、快速运动时间、慢速运动次数、慢速运动距离、慢速运动时间、快速运动速度、慢速运动速度和平均运动速度为指标定量评价药物的镇痛作用，实验重复3次。

分析：

斑马鱼用乙酸诱导疼痛模型对动物损伤小，用行为分析记录仪记录斑马鱼的运动次数，降低了实验误差，斑马鱼疼痛模型适合高通量筛选，2h内就可完成一次药效学评价。通过观察斑马鱼在有害刺激（如高温、强压或化学物质）后的行为变化来评估疼痛反应。例如，可以使用行为分析仪测量疼痛斑马鱼的运动距离，与哺乳动物的扭体反应类似。通过比较不同处理组（如正常对照组、模型对照组和服用镇痛剂组）的运动距离，可以评价药物的镇痛作用。

参考文献：

Zanandrea R, Bonan CD, Campos MM. Zebrafish as a model for inflammation and drug discovery. Drug Discov Today. 2020 Dec;25(12):2201-2211.

Choi, TY., Choi, TI., Lee, YR. et al. Zebrafish as an animal model for biomedical research. Exp Mol Med 53, 310–317 (2021). https://doi.org/10.1038/s12276-021-00571-5

陈祺,陈林珍,陈美琳,等.基于斑马鱼模型及网络药理学的晕痛定胶囊镇痛活性及作用机制探讨[J].药物评价研究,2024,47(02):261-276.

Ohnesorge N, Heinl C, Lewejohann L. Current Methods to Investigate Nociception and Pain in Zebrafish. Front Neurosci. 2021 Apr 8;15:632634.

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