斑马鱼行为篇：斑马鱼失眠模型及评价方法

斑马鱼与人类基因高度同源，可以通过光照、咖啡因、持续流动水流、感官刺激、电刺激、物理摇晃等方式对斑马鱼进行睡眠剥夺，但目前尚未见斑马鱼成鱼失眠模型的报道。该研究探索建立一种斑马鱼成鱼失眠模型，并通过比较睡眠剥夺后斑马鱼的运动行为、学习记忆能力、生物钟基因表达和脑部超微结构的改变进行评价，以期为失眠的机制和动物模型研究提供借鉴和参考。

造模方法

将160尾雄性斑马鱼随机分为对照组（n=20，记为CK组）和睡眠剥夺组（n=140，记为SD组），睡眠剥夺组分别设置不同剥夺时长（1-7d）的亚组，即SD1、SD2、SD3、SD4、SD5、SD6和SD7组。CK组斑马鱼保持正常的14h／10h光暗周期，SD组的斑马鱼根据组别给予相应时长的持续光照。与CK组斑马鱼对比，SD1、SD2、SD3组静息时间均增多，SD4-SD7组斑马鱼 静息时间未见明显变化，可能当睡眠剥夺时长超过3d时，斑马鱼在持续光照条件下逐渐耐受，故选取SD1-SD3各组斑马鱼进行进一步的探索。3为各组斑马鱼大、小运动时间，大、小运动距离，大、小运动计数汇总，其中SD 3组大运动时间及大运动计数较CK组减少。

统计各组间大运动距离、小运动时间、小运动距离、小运动计数。（以下是结果示例）

斑马鱼和人类一样，白天活跃，夜间因褪黑激素达到顶峰，进入睡眠阶段，具有明显的昼夜节律，研究显示了其与人类慢波睡眠和快速眼动睡眠相似的慢爆发睡眠和传播波睡眠，因此，选择斑马鱼作为失眠动物模型具有良好的优势。光照可以明显抑制斑马鱼的睡眠，当斑马鱼在生物夜晚的最后6h暴露在150 LUX的光线下，睡眠时间减少90%以上，但长时间在恒定150 LUX光照条件下，1-2周内睡眠逐渐恢复。正如光照影响小鼠的睡眠一样。该研究观察到光照4-7ｄ 的斑马鱼静息时间与空白组未见差异，这可能是斑马鱼耐受光照开始恢复睡眠，因此，未选择此阶段的斑马鱼进行失眠状态的模拟。完全睡眠剥夺24h后斑马鱼出现认知损害，该研究观察到进行光照后的斑马鱼学习记忆能力下降。这与人类失眠后出现的健忘、记忆力下降的表现具有相似性，因此，运用斑马鱼模拟失眠是切实可行的。光照时间太短可能不能模拟失眠，时间过长斑马鱼可能出现光照耐受，形成光照条件下的睡眠节律而恢复睡眠。该研究在行为学结果的基础上设置了1、2、3d的不同光照时间，比较不同光照时间下斑马鱼的运动行为、学习记忆能力、时钟基因以及脑部超微结构。结果显示，随着光照时间的延长，斑马鱼的学习记忆能力持续下降。而运动形式和生物钟基因均在光照3d时才出现改变，SD 3组斑马鱼大运动时间、计数均较CK组减少，大运动指的是斑马鱼在运动中整个身体的运动幅度超过了设置值的上限为过度行为，此行为可间接说明其活动过度，与人类失眠后焦虑、易激惹、活动过度行为相吻合。

因此，可结合行为学像T迷宫检测斑马鱼学习行为，光照结束后，每组随机选取6尾斑马鱼进行运动及学习记忆能力的检测。利用VisuTrack AI斑马鱼行为分析系统（上海欣软）追踪斑马鱼的运动，行为学分析系统会自动追踪斑马鱼的运动并给出运动轨迹和数据分析。

参考文献

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