يمكن أن يكون للمرض وإصابة الرأس والتعديلات الجينية وعلاج الفئران بالمخدرات آثار عميقة على السلوك. باستخدام مناهج جيدة الوصف والتحقق من صحتها مثل دفن الرخام وتقطيع النستله ، يمكن توثيق السلوكيات الشبيهة بالقهرية بدقة في الفئران كنماذج لاضطراب الوسواس القهري البشري واضطراب طيف التوحد.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
دفن الرخام وتقطيع نستليت كاختبارات للسلوكيات المتكررة الشبيهة بالقهر في الفئران
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
اضطراب الوسواس القهري (OCD) واضطرابات طيف التوحد (ASD) هي حالات نفسية خطيرة ومنهكة ويشكل كل منها مصدر قلق كبير للصحة العامة ، خاصة عند الأطفال. يتم تسليط الضوء على كل من هذين الحالتين من خلال التعبير المتكرر عن السلوكيات التي لا معنى لها. غالبا ما يظهر الأفراد المصابون بالوسواس القهري الفحص وغسل اليدين المتكرر والعد. ينخرط الأطفال المصابون باضطراب طيف التوحد أيضا في التنصت المتكرر ، ورفرفة الذراع أو اليد ، والهزاز. يمكن أن تختلف هذه السلوكيات بشكل كبير في شدة وتواتر التعبير. يمكن أن تؤدي الأشكال الأكثر كثافة من السلوكيات المتكررة إلى الإصابة (مثل الاستمالة المفرطة وغسل اليدين والتحفيز الذاتي). لذلك فإن هذه السلوكيات مدمرة للغاية وتجعل الخطاب الاجتماعي العادي صعبا. خيارات العلاج للسلوكيات المتكررة في الوسواس القهري واضطراب طيف التوحد محدودة إلى حد ما وهناك اهتمام كبير بتطوير علاجات أكثر فعالية لكل حالة. تم تطوير العديد من النماذج الحيوانية لتقييم السلوكيات الشبيهة بالقهر على مدى العقود الثلاثة الماضية. ربما تكون النماذج الحيوانية ذات الصلاحية الأكبر وسهولة الاستخدام هي اختبار دفن الرخام واختبار تمزيق نستلت. يستفيد كلا الاختبارين من حقيقة أن السلوكيات المستهدفة تحدث تلقائيا في الفئران. في اختبار دفن الرخام ، يتم ترتيب 20 قطعة من الكرات على سطح الفراش النظيف. يتم تسجيل عدد الكرات الدفنة في جلسة مدتها 30 دقيقة من قبل محققين أعمى عن معاملة أو حالة الأشخاص. في اختبار تمزيق nestlet ، يتم وزن النستله المكون من ألياف القطن اللب مسبقا ووضعه فوق فراش القفص ويتم تحديد كمية النستلتة المتبقية سليمة بعد جلسة اختبار مدتها 30 دقيقة. في الوقت الحاضر ، نصف بروتوكولات وعرض توثيق الأفلام لدفن الرخام وتقطيع النستلات. يتم تسجيل كلا الاختبارين بسهولة ودقة وكل منهما حساس للتغييرات الصغيرة في التعبير عن السلوكيات الشبيهة بالقهر التي تنتج عن التلاعب الجيني أو المرض أو إصابة الرأس.
المقدمة
تشكل نماذج الفئران
نماذج الفئران للسلوكيات البشرية ، وخاصة الاضطرابات النفسية ، مناهج تجريبية مهمة وأساسية لدراسة آليات المرض وتطوير علاجات جديدة. لا يزال من الصعب للغاية نمذجة العديد من الأمراض النفسية في (مثل الفصام). ومع ذلك ، تظهر عددا كبيرا من السلوكيات الطبيعية والمميزة التي يمكن ربطها بسهولة بسلوكيات مماثلة لدى البشر. الحركة أو النشاط الحركي هو أحد الأمثلة على سلوك الذي له نظير في البشر. غالبا ما تنخرط القوارض في مجموعة متنوعة من السلوكيات المتكررة وتشمل الأمثلة الاستمالة أو الحفر. إحدى الحالات النفسية التي تنطوي على إظهار السلوكيات المتكررة وغير المرغوب فيها لدى البشر هي اضطراب الوسواس القهري (OCD). تشمل السلوكيات المميزة للغاية للوسواس القهري الفحص والعد والغسيل المفرط أو الاستمالة. الوسواس القهري هو اضطراب شديد الانتشار (يصيب 1-3٪ من السكان) واضطراب منهك1. تم استخدام عدد كبير من الأساليب الدوائية والسلوكية لعلاج الوسواس القهري. العديد من هذه لا ترقى إلى توفير الراحة على المدى الطويل والانتكاس شائع في نهاية نظام العلاج2،3. حالة نفسية أخرى تنطوي على التعبير عن السلوكيات المتكررة هي اضطراب طيف التوحد (ASD). تتميز ASDs بعجز في التواصل والتفاعل الاجتماعي والسلوكيات النمطية المتكررة لتشمل الغزل والتأرجح ونفض الأصابع أو الخفقان وحركات الجسم المعقدة. قدرت مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها أن حوالي 1 من كل 88 طفلا يتم تشخيص إصابتهم باضطراب طيف التوحد. خيارات العلاج لهذا الاضطراب محدودة للغاية من حيث العدد والفعالية4،5. يمكن أن تصبح شدة وتواتر حدوث السلوكيات المتكررة في الوسواس القهري واضطراب طيف التوحد كبيرة بما يكفي لتحل محل معظم السلوكيات الطبيعية والتفاعلات الاجتماعية الأخرى في المرضى الذين يعانون من هذه الحالات. في ظل انتشار الحالات النفسية التي تتميز بالسلوكيات المتكررة وطبيعتها المنهكة ، وبالنظر إلى سوء فهم أسبابها وخيارات العلاج المحدودة ، فإن استخدام النماذج الحيوانية لدراسة هذه السلوكيات يكتسب إلحاحا إضافيا.
تم تطوير عدد كبير من النماذج الحيوانية للسلوكيات المتكررة كما هو موضح في الوسواس القهري واضطراب طيف التوحد على مدار الثلاثين عاما الماضية وتم نشر العديد من المراجعات الممتازة التي تصف هذهالنماذج من 6 إلى 14. بشكل عام ، يمكن تصنيف هذه النماذج الراسخة على أنها وراثية وصيدلانية وتطورية عصبية وسلوكية ويظهر معظمها وجها جيدا وبنية وصلاحية تنبؤية6،7. لقد استخدمنا نموذجين سلوكيين - دفن الرخام وتقطيع نستله - لتقييم السلوكيات المتكررة في الفئران المستنفدة وراثيا من السيروتونين15،16. تتمتع هذه الأساليب بالعديد من المزايا ليس أقلها سهولة استخدامها ، والدقة التي يمكن بها تسجيل السلوكيات ، والمعرض التلقائي لهذه السلوكيات في القوارض ، واستخدامها في الفحص عالي الإنتاجية للفئران المعدلة وراثيا بحثا عن أنماط ظاهرية سلوكية غير طبيعية. علاوة على ذلك ، يتم إجراء كل اختبار في أقفاص سكنية قياسية ومألوفة للقوارض تحتوي على نفس الفراش المستخدم في أقفاص المنزل الخاصة بالأشخاص ، مما يقلل من الحاجة إلى تعويد الفئران على غرف اختبار جديدة. لا يلزم تقييد الطعام و / أو الماء "لتحفيز" الفئران على الأداء. يستفيد اختبار دفن الرخام من ميل الفئران للحفر في الأماكن الطبيعية (مثل الجحور وأنفاق الهروب) وفي فراش الأقفاص القياسي ، ويستفيد اختبار تقطيع nestlet من حقيقة أن الفئران تعشش بطبيعتها التي تبني أعشاشا لحماية نفسها وذريتها من الظروف البيئية (على سبيل المثال.الصوت والضوء ودرجة الحرارة). باستخدام مواد سكن القوارض غير المتخصصة والمتاحة بشكل شائع ، فإن مهام دفن الرخام وتقطيع النستليت هي فحوصات سلوكية بسيطة وقوية للسلوكيات المتكررة الشبيهة بالقهرية في الفئران.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تم تنفيذ جميع البروتوكولات التي تستخدم بما يتفق بدقة مع التوصيات الواردة في دليل رعاية واستخدام المختبر التابع للمعاهد الوطنية للصحة. تمت الموافقة على البروتوكولات من قبل لجنة الرعاية المؤسسية والاستخدام بجامعة واين ستيت (التصريح رقم A3310-01).
فئة < ص = "jove_title" >1. تحضير أقفاص لدفن الرخام وتقطيع نستليت- استخدم أقفاص الفئران القياسية المصنوعة من البولي كربونات (26 سم × 48 سم × 20 سم) مع أغطية علوية للمرشح لاختبار دفن الرخام. أضف مادة فراش الفأر الطازجة غير المعطرة إلى كل قفص على عمق 5 سم وسطح الفراش المستوي عن طريق إدخال قفص آخر من نفس الحجم على سطح الفراش. هذا له ميزة إضافية تتمثل في إقناع قالب من الخطوط المتوازية على سطح الفراش الذي يمكن استخدامه لوضع الرخام.
- ضع كرات الألعاب الزجاجية القياسية (أنماط وألوان متنوعة ، قطرها 15 مم ، وزن 5.2 جرام) برفق على سطح الفراش في 5 صفوف من 4 كرات (انظر الشكل 1 أ). اغسل الرخام بمنظف مختبري معتدل ، واشطفه جيدا بالماء المقطر منزوع الأيونات ، وجففه قبل كل استخدام.
- استخدم أقفاص الفئران القياسية المصنوعة من البولي كربونات (19 سم × 29 سم × 13 سم) مع أغطية علوية للفلتر لاختبار تمزيق نستلت. أضف مادة فراش فأر جديدة غير معطرة إلى كل قفص على عمق 0.5 سم وقم بتعبئة الفراش عن طريق إدخال قفص آخر من نفس الحجم على سطح الفراش.
- قم بوزن أعشاف ألياف القطن المتوفرة تجاريا (5 سم × 5 سم ، بسمك 5 مم ، ~ 2.5 جم لكل منهما) على ميزان تحليلي وضع نستله واحد فوق الفراش في كل قفص اختبار (انظر الشكل 3 أ).
- اضبط ساعات التوقف أو المؤقتات لتوقيت أطوال الجلسة (30 دقيقة لكل اختبار).
- قم بإسكان الفئران بشكل فردي أو في مجموعات في غرفة بها دورة إضاءة / ظلام مدتها 12 ساعة. زود جميع الفئران بالطعام والماء المجاني. تعامل مع الفئران برفق لمدة ثلاثة إلى خمسة أيام قبل الاختبار. استخدم الفئران من كلا الجنسين لكلا الاختبارين.
- قم بإجراء الاختبارات السلوكية بين الساعة 9:00 صباحا و 4:00 مساء ونقل جميع الأقفاص المنزلية التي تحتوي على الفئران إلى غرفة الاختبار قبل 60 دقيقة من بدء الاختبار.
- ضع فأرة واحدة في زاوية من القفص تحتوي على كرات ، مع الحرص على وضع الماوس على الفراش بعيدا عن الرخام قدر الإمكان ، ووضع الغطاء العلوي للمرشح على القفص. امتنع عن الطعام والماء أثناء الاختبار. اسمح للماوس بالبقاء في القفص دون إزعاج لمدة 30 دقيقة.
- قم بإزالة الماوس وإعادته إلى قفص منزله بعد الانتهاء من الاختبار ، مع الحرص الشديد على عدم تحريك الكرات أو إزاحها في عملية إزالة الموضوع من القفص.
- هداف المهام (2-3) أعمى عن ظروف العلاج أو النمط الجيني للفأر الذي يتم اختباره لحساب عدد الكرات الدفنية. قم بتسجيل قطعة من الرخام على أنها مدفونة إذا كان ثلثا مساحة سطحها مغطاة بالفراش. متوسط درجات عدد الكرات الدفنة لكل فأر.
- استرجع جميع الكرات ال 20 من الفراش. تخلص من الفراش.
- ضع فأر واحد في قفص يحتوي على عش واحد موزن مسبقا وضع الغطاء العلوي للمرشح على القفص. امتنع عن الطعام والماء أثناء الاختبار. اترك الماوس دون إزعاج في القفص مع النستلتة لمدة 30 دقيقة.
- قم بإزالة الماوس والعودة إليه إلى قفصه المنزلي بعد اكتمال الاختبار. قم بإزالة مادة nestlet السليمة المتبقية من القفص باستخدام ملقط واتركها حتى تجف O / N.
- قم بوزن ما تبقى من nestlet غير ممزق واقسم هذا الوزن على الوزن الأولي لحساب النسبة المئوية لتمزيق nestlet. إذا رغبت في ذلك ، قم بتسجيل شكل العش الذي ينتجه الفأر المعني باستخدام مقياس تصنيف العش النهائي المكون من 5 نقاط17 ولكن مع إدراك أن هذا المقياس مخصص بشكل عام لتسجيل بناء العش ، وليس التقطيع الشبيه بالوسواس.
- تخلص من ما تبقى من مواد nestlet المقطعة والفراش.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
تتمثل الميزة الأساسية لاختباري دفن الكرات وتفتيت العش في كون كل منهما يعتمد على سلوكيات طبيعية وعفوية للفئران يمكن قياسها كمياً بعد اكتمال الاختبار، مما يسمح لباحث واحد بإعداد التجربة ثم البقاء خارج غرفة الاختبار حتى تنتهي الجلسات. ومن المكونات الحرجة في اختبار دفن الكرات هي الإزالة الدقيقة للفأر من القفص بعد الاختبار؛ إذ تحاول الفئران عادةً تجنب الإمساك بها، وخلال هذه العملية، قد تقوم بإزاحة أو تحريك الكرات التي كانت مدفونة جزئياً، أو دفن كرات جزئياً لم تكن مدفونة عند نهاية جلسة الاختبار. يوضح الشكل 1A ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
تعد اختبارات دفن الرخام وتقطيع nestlet أمثلة جيدة على الأساليب السلوكية لدراسة السلوكيات المتكررة والشبيهة بالقهر في الفئران. يظهر كلا الاختبارين صحة ممتازة للوجه والبناء والتنبؤ للاضطرابات البشرية التي يمثلونهامن 6 إلى 11. هذه السلوكيات المتكررة طبيعية وعفوية في القوارض ويمكن أن يختلف تواترها وشدتها بعد التعديلات الجينية ، كما هو موضح حاليا ، أو بعد إصابة الرأس وعلاج الأشخاص بالأدوية. تستمد قيمة هذين الاختبارين من حقيقة أنهما نماذج تم التحقق من صحتها للاضطرابات النفسية البشرية مثل الوسواس القهري واضطراب طيف ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
يعلن المؤلفون أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة.
شكر وتقدير
تم دعم هذا العمل بمنح من وزارة شؤون المحاربين القدامى والمعاهد الوطنية للصحة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
لعبة
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| زجاجية من الرخام متجر | الألعاب المحلي | N / A | أنماط متنوعة وألوان وواضحة وغير شفافة وغير شفافة |
| Nestlets | Ancare | NES3600 | |
| N10 سلسلة قفص الماوس | Ancare | N10HT | قفص القوارض القياسي مع أعلى الأسلاك |
| R20 سلسلة فئران قفص | Ancare | R20 | قفص القوارض القياسي مع أعلى الأسلاك |
| Bed-o'Cobs | The Andersons | 8B | الفراش السائبة القياسية للقوارض ، 1/8 بوصة |
المراجع
- Chamberlain, S. R., Blackwell, A. D., Fineberg, N. A., Robbins, T. W., Sahakian, B. J. The neuropsychology of obsessive compulsive disorder: the importance of failures in cognitive and behavioural inhibition as candidate endophenotypic markers. Neurosci. Biobehav. Rev. 29, 399-419 (2005).
- McGuire, J. F., Lewin, A. B., Horng, B., Murphy, T. K., Storch, E. A. The nature, assessment, and treatment of obsessive-compulsive disorder. Postgrad. Med. 124, 152-165 (2012).
- Fineberg, N. A., Brown, A., Reghunandanan, S., Pampaloni, I. Evidence-based pharmacotherapy of obsessive-compulsive disorder. Int. J. Neuropsychopharmacol. 15, 1173-1191 (2012).
- Dove, D., et al. Medications for adolescents and young adults with autism spectrum disorders: a systematic review. Pediatrics. 130, 717-726 (2012).
- Doyle, C. A., McDougle, C. J. Pharmacotherapy to control behavioral symptoms in children with autism. Expert Opin. Pharmacother. 13, 1615-1629 (2012).
- Albelda, N., Joel, D. Current animal models of obsessive compulsive disorder: an update. Neuroscience. 211, 83-106 (2012).
- Albelda, N., Joel, D. Animal models of obsessive-compulsive disorder: Exploring pharmacology and neural substrates. Neurosci. Biobehav. Rev. 36, 47-63 (2012).
- Wang, L., Simpson, H. B., Dulawa, S. C. Assessing the validity of current mouse genetic models of obsessive-compulsive disorder. Behav. Pharmacol. 20, 119-133 (2009).
- Joel, D. Current animal models of obsessive compulsive disorder: a critical review. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 30, 374-388 (2006).
- Witkin, J. M. Animal models of obsessive-compulsive disorder. Curr. Protoc. Neurosci. 30, 1-9 (2008).
- Deacon, R. M. Digging and marble burying in mice: simple methods for in vivo identification of biological impacts. Nat. Protoc. 1, 122-124 (2006).
- Moy, S. S., Nadler, J. J., Magnuson, T. R., Crawley, J. N. Mouse models of autism spectrum disorders: the challenge for behavioral genetics. Am. J. Med. Genet. C Semin. Med. Genet. 142, 40-51 (2006).
- Crawley, J. N. Mouse behavioral assays relevant to the symptoms of autism. Brain Pathol. 17, 448-459 (2007).
- Silverman, J. L., Yang, M., Lord, C., Crawley, J. N. Behavioural phenotyping assays for mouse models of autism. Nat. Rev. Neurosci. 11, 490-502 (2010).
- Angoa-Perez, M., et al. Genetic depletion of brain 5HT reveals a common molecular pathway mediating compulsivity and impulsivity. J. Neurochem. 121, 974-984 (2012).
- Kane, M. J., et al. Mice genetically depleted of brain serotonin display social impairments, communication deficits and repetitive behaviors: possible relevance to autism. PLoS One. 7, (2012).
- Deacon, R. M. Assessing nest building in mice. Nat. Protoc. 1, 1117-1119 (2006).
- Thomas, D. M., Angoa Perez,, Francescutti-Verbeem, D. M., Shah, M. M., Kuhn, D. M. The role of endogenous serotonin in methamphetamine-induced neurotoxicity to dopamine nerve endings of the striatum. J. Neurochem. 115, 595-605 (2010).
- Gyertyan, I. Analysis of the marble burying response: marbles serve to measure digging rather than evoke burying. Behav. Pharmacol. 6, 24-31 (1995).
- Thomas, A., et al. Marble burying reflects a repetitive and perseverative behavior more than novelty-induced anxiety. Psychopharmacology. 204, 361-373 (2009).
- Hayashi, E., Kuratani, K., Kinoshita, M., Hara, H. Pharmacologically distinctive behaviors other than burying marbles during the marble burying test in mice. Pharmacology. 86, 293-296 (2010).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
الوسوم
