斑马鱼模型研究益生菌降低焦虑相关行为的实验过程与结果

研究结果表明，成年斑马鱼饲喂这种已批准供人类食用的抗氧化剂和消炎益生菌菌株的益生菌混合物，可将其放置在新的水箱中，从而大大降低斑马鱼的底栖测地行为。这种主要的行为反应与较低的焦虑状态相关。因此，摄入这种益生菌混合物可以被认为是治疗焦虑症的有益方法。

具体的实验过程与结果：

当将鱼放置在新的环境中时，其本能会在水柱底部引发保护性潜水行为，从而降低了被更接近水面的潜在捕食者袭击的风险。

新型水箱试验（NTT）是基于此响应在斑马鱼行为实验中常用的测试。该测定法可以被定义为啮齿动物开放视野范例的类似物。因此，由于NTT在“安全”潜水行为与“探索”游泳行为之间存在冲突，因此可以研究在特定实验条件下鱼的趋地逃逸潜水本能的强度。

在正常受控的实验室条件下，斑马鱼通常在监测的前几分钟倾向于在水箱底部花费更多的时间，显示出较高的不稳定运动和不动事件发生率。适应期过后，斑马鱼逐渐探索水柱的上部。我们的结果表明，成年斑马鱼以抗氧化剂和抗炎混合物的益生菌菌株为食（图1A）持续四个月，与对照喂养的鱼相比，表现出强烈改变的行为模式。

使用Ethovision软件，我们创建了两个同构的虚拟子区域（图1 B），目的是分析探索模式（行为的时空动态）。

我们的结果显示，在新型水箱测试中，虚拟产生的游泳区域（上下）的偏好性有统计学显着差异（p = 0.0137；t = 2.790）。益生菌喂养的动物在分析热图时表现出对上部区域的总体强烈偏好（图 1）。C和1D）。

图1  鼠李糖乳杆菌CECT8361和长双歧杆菌CECT7347的摄入可调节4个月后斑马鱼的行为。（一）实验设计的示意图。（B）新型水箱试验（NTT）和已建立的分析区域的示意图。（C）在两个实验组（CONTROL和PROBIO）的轨迹进行Ethovision分析后获得的热图。

另一方面，标准喂养的动物对表面没有这种偏爱。实际上，与CTRL记录的平均值（40±13.2％）相比，PROBIO组在较高区域中获得的时间百分比的平均值（80±6.5％）。在对照组中，只有50％的受研究鱼类表现出对上部区域的偏爱，而88.89％的益生菌喂养的动物更喜欢靠近水面。实际上，PROBIO组中的9条鱼中有7条在上分区花费了80％的6分钟新颖水箱测试实验。

我们还评估了速度，每只动物的总游走距离（图1 E），分区之间的过渡次数（图1 F）和第一次穿越的潜伏期（图1）。G）。统计分析仅记录了平均速度（图1 E）的显着差异（p = 0.0158；t = 2.719 ）。

在我们的实验中，与益生菌喂养的鱼兄弟姐妹（4.2±0.3 cm / s）相比，CTRL显示出更高的速度（6±0.5 cm / s）。进入PROBIO组的上部分区的潜伏期令人惊讶地低（直到第一次探索上部区域，没有一条鱼持续超过10 s）（图1 H）。

图1  鼠李糖乳杆菌CECT8361和长双歧杆菌CECT7347的摄入可调节4个月后斑马鱼的行为。柱状图和点状图显示：（D）动物在上部区域所花费的时间（％）；（E）平均速度（cm / s）; （F）总距离（厘米）；（G）过线点（n。）和（H）到第一个过境点的延迟时间。数据以平均值±标准误差表示。星号显示出统计学上的显着差异*（p <0.050）。

这些数据令人关注，因为它们结合了明确的空间偏好；它们表明群体之间的行为模式存在明显差异。压力可以调节斑马鱼的NTT模式行为。一些通常用于治疗人类焦虑症的抗焦虑药，例如丁螺环酮和地西epa或慢性氟西汀，往往会增加斑马鱼在实验设备顶部花费的时间。

这些与我们的结果的相似性表明，益生菌混合物可能对模型动物的焦虑调节有影响。进一步的研究可以解决抗焦虑控制的纳入和菌株定植的证明。但是，我们认为在4个月内持续进食可以确保肠道中细菌及其代谢物的持续存在。