斑马鱼嗅觉行为实验

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嗅觉神经是神经系统中再生与替换最频繁的部分，在人类等哺乳类动物中，嗅觉上皮细胞在经历过一段时间的暴露之后要被更换，神经回路也得重新形成稳定的连接。因此，嗅觉神经回路也是研究神经再生的最佳模型之一。

斑马鱼的鼻孔被一瓣状皮肤膜分为前鼻孔和后鼻孔两部分，在斑马鱼游动或是水流冲刷时，水流夹带着其中的嗅觉信号分子从前鼻孔进入，信号分子与嗅觉上皮细胞反应后，水沿后鼻孔流出。4 dpf 时期卵黄所提供的营养基本消耗殆尽，嗅觉感受的快速形成对其尽快地找到食物具有重要的作用。此外，嗅觉经验在斑马鱼的社会学习、捕食逃避、群聚与求偶等行为中也具有重要作用。由于嗅觉缺陷的个体在形体上一般表现不是很明显，因此行为学检测就是一种简单直接的方法。由于斑马鱼的水生特性，嗅觉信号分子可以单一地溶入水中，以定量地研究各种物质对斑马鱼嗅觉产生的影响，这是空气介导的嗅觉信号所不可比拟的优势。简单的嗅觉实验是先将一部分斑马鱼幼鱼在某种中性溶液中适应一段时间，然后将它们滴在另一种溶液的中间。如果它们有选择偏好性，那么它们会散开在溶液的各个角落，而如果它们厌恶这种溶液分子，那么它们就会聚集在中性溶液中而不想离开。

此外还有一种 Y 迷宫实验：一个矩形的水缸中，用一块挡板将一、四象限分开，在第一、四象限分别开一个小口，作为进水口与出水口。当一种气味分子在第一象限释放，由于分子的扩散运动，其在第一、二、三、四象限的分布不均匀。因此预暴露在不同溶液的实验组在 Y 迷宫中偏好性选择空间是不一样的，这可以用来筛选对各种嗅觉分子存在缺陷的斑马鱼相关突变体。对于幼鱼的嗅觉分子偏好性实验，还有一种方法是将一群斑马鱼幼鱼放在一个开有小孔的培养皿中，气味溶液用一根小管引进然后从小孔流出。斑马鱼幼鱼在培养皿中的运动轨迹可以用摄像机进行跟踪分析，从而定量地分析斑马鱼的嗅觉行为。

图 斑马鱼Y迷宫示意图

参考文献

Whitlock K E. The sense of scents: olfactory behaviors in the zebrafish. Zebrafish, 2006, 3(2): 203～213