Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Zebrafish in the drug development process : characterization of the zebrafish oxytocin system

Show full item record

Title: Zebrafish in the drug development process : characterization of the zebrafish oxytocin system
Author(s): Yli-Rantala, Anni
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Pharmacy
Discipline: Pharmacology
Language: English
Acceptance year: 2014
Abstract:
Zebrafish (Danio rerio) is a vertebrate model organism. It is suited for many phases of drug development process like toxicological studies. The major advantage of using zebrafish is the possibility to conduct high-throughput screens on a whole vertebrate animal. However, there is not as much knowledge about zebrafish as there is about other model organisms. Therefore there might be differences between zebrafish and humans that affect the use of zebrafish as a model in the drug development process. The purpose of this thesis was to characterize the structure of the zebrafish oxytocin system and assess the role of oxytocin on zebrafish behaviour. In humans defects in the oxytocin system have been linked to many psychiatric disorders like autism. If the mammalian and zebrafish oxytocin systems resembled each other functionally and structurally, it would enable the use of zebrafish as a model when studying the role of oxytocin in pathophysiology of diseases and also in oxytocin system related drug development. The structure and development of zebrafish oxytocin system was studied by staining adult zebrafish brain cryosections and larval brains with antibodies made against mammalian oxytocin. The specificity of the antibodies to recognize zebrafish oxytocin was determined by absorption and cross-reactivity controls. The role of oxytocin on zebrafish locomotion was studied by inhibiting the splicing of oxytocin messenger RNA with morpholino oligonucleotides (MOs). The MOs were used to address the relevance of the model in pharmacology, since the zebrafish oxytocin receptors have not been expressed and pharmacologically characterized. In zebrafish oxytocin was produced in the cells of the preoptic nucleus. There were thick oxytocin fibers towards the pituitary and also thinner fibers into areas in the telencephalon, diencephalon, mesencephalon and rhombencephalon. One of the MOs was able to inhibit the production of oxytocin with a dose that did not cause morphological abnormalities. The MO reduced the locomotor activity of the fish, but the specificity of the MO has to be determined. The structure of the zebrafish oxytocin system resembles mammalian oxytocin system in terms of the location of oxytocin cells and fiber projections. Therefore zebrafish seems a suitable model organism for oxytocin research. However, the structure of the zebrafish oxytocin receptor system and the effect of oxytocin on other behavioural aspects have to be determined in order to further evaluate the applicability of zebrafish for oxytocin research.
Seeprakala (Danio rerio) on selkärankaisiin kuuluva mallieläin, jota voidaan käyttää monissa lääkekehityksen eri vaiheissa kuten toksisuuskokeissa. Seeprakalan käytön merkittävin etu on mahdollisuus suorittaa laajoja tehoseulontoja selkärankaisella mallieläimellä. Seeprakaloista ei kuitenkaan ole yhtä paljon tietoa kuin yleisemmin käytettävistä mallieläimistä. Seeprakalan ja nisäkkäiden välillä voikin olla eroja, jotka vaikuttavat seeprakalan käyttöön mallieläimenä lääkekehityksessä. Tämän tutkimuksen tarkoitus oli kartoittaa seeprakalan oksitosiinijärjestelmän rakenne sekä tutkia oksitosiinin merkitystä seeprakalan käyttäytymisessä. Ihmisillä oksitosiinin toiminnan häiriintyminen on yhdistetty moniin psyykkisiin sairauksiin kuten autismiin. Jos seeprakalan ja nisäkkäiden oksitosiinijärjestelmät vastaisivat rakenteellisesti ja toiminnallisesti toisiaan, tämä mahdollistaisi seeprakalan käytön tutkittaessa oksitosiinijärjestelmän osuutta sairauksien patofysiologiassa sekä oksitosiinijärjestelmään liittyvässä lääkekehityksessä. Seeprakalan oksitosiinijärjestelmän rakennetta ja kehitystä tutkittiin värjäämällä aikuisten seeprakalojen aivojen kryostaattileikkeitä sekä poikasten aivoja nisäkkäiden oksitosiinivastaaineilla. Vasta-aineiden spesifisyys seeprakalan oksitosiinin tunnistamiseen tutkittiin absorptioja ristireaktiokokeilla. Oksitosiinin merkitystä liikeaktiivisuuteen tutkittiin estämällä oksitosiinin lähetti-RNA:n silmukointi morfolino-oligonukleotideilla. Morfolinooligonukleotideja käytettiin, koska seeprakalan oksitosiinireseptorien ominaisuudet tunnetaan huonosti. Seeprakaloilla oksitosiinia tuottivat preoptisen tumakkeen solut. Soluista lähti paksuja oksitosiinisäikeitä aivolisäkkeeseen sekä ohuempia säikeitä etu-, väli-, keski- ja taka-aivojen alueelle. Tutkituista morfolino-oligonukleotideista yksi esti oksitosiinin ilmentymistä annoksella, joka ei vaikuttanut kalojen morfologiaan. Kyseinen morfolino-oligonukleotidi vähensi kalojen liikeaktiivisuutta. Morfolino-oligonukleotidin spesifisyys täytyy kuitenkin vielä selvittää. Seeprakalan oksitosiinijärjestelmä rakenne muistuttaa nisäkkäiden oksitosiinijärjestelmää solujen sijainnin ja säikeiden kulun osalta. Tämän perusteella seeprakala vaikuttaa sopivalta mallilta oksitosiinitutkimukseen. Seeprakalan oksitosiinireseptorijärjestelmän rakenne ja oksitosiinin vaikutus käyttäytymisen eri osa-alueisiin tulisi kuitenkin selvittää, jotta voitaisiin paremmin arvioida seeprakalan soveltuvuutta oksitosiinijärjestelmän tutkimiseen.
Keyword(s): zebrafish drug development oxytocin immunohistochemistry morpholino oligonucleotide seeprakala lääkekehitys oksitosiini immunohistokemia morfolino-oligonukleotidi


Files in this item

Files Size Format View
gradu Yli-Rantala.pdf 15.35Mb PDF

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record