本文介绍了一种基于 IntelliCage 系统的阿尔茨海默病遗传模型认知评估的协议, 它是一种具有操作性调节的高通量自动化行为监测系统。
方法文章
本文介绍了一种基于 IntelliCage 系统的阿尔茨海默病遗传模型认知评估的协议, 它是一种具有操作性调节的高通量自动化行为监测系统。
多种因素--如衰老和基因--往往与认知下降有关。基因改良的小鼠认知衰退模型, 如阿尔茨海默病 (AD), 已成为一个有希望的工具来阐明的基础机制和促进治疗进展。一个重要的步骤是验证和定性的预期行为异常的模型, 在广告, 认知下降的情况下。对实验动物进行长期行为调查, 研究衰老的影响需要研究人员的大量努力。IntelliCage 系统是一种高吞吐量和经济高效的小鼠测试电池, 它消除了日常人类处理的需要。在这里, 我们描述如何利用该系统的长期分型的基因阿尔茨海默病模型, 特别是关注的认知功能。实验采用重复的测试电池来评估空间学习和执行功能。这种具有成本效益的年龄依赖性分型使我们能够确定基因在各种认知方面的瞬态和/或永久性影响。
过去十年中, 神经元疾病动物模型的发展提供了对其基础的机械理解, 以促进治疗进展1,2,3。高通量行为测试电池在遗传动物模型中的应用是研究人类疾病的基本机制和药物治疗鉴定的一种启发式的探索工具。用于长期观察衰老和/或痴呆模型的研究测试电池传统上迫使实验室消耗大量的专门人力和时间。家庭网箱监测系统将是一项成本效益高的战略, 因为这将降低人类行为观察的成本。一些研究小组开发了自动化的基于视觉的工具, 帮助单个个体在4、5、6的小型家庭笼子中的行为分型。然而, 这种方法限制了社会互动, 测试环境的大小, 以及包括认知功能在内的各种行为措施。IntelliCage 是第二代家庭网箱监测系统, 旨在在一个社会家庭笼中执行各种认知任务。重要的是, 这种方法可以消除日常处理, 使我们能够进行长期的行为监测和评估的认知功能, 它可以消除对专门的实际处理的要求, 并使高重现性数据采集7。在这里, 我们描述的长期分型和有效性的基因小鼠模型的阿尔茨海默病 (AD) 已产生最近8,9,10使用自动家庭网箱监测系统。一个测试电池, 包括空间学习和执行功能的评估, 反复执行在多个年龄点 (9–12和14–17月老)。这个年龄依赖性的分型使我们能够确定基因在不同认知方面的瞬态和/或永久性影响。我们发现, 一些广告模型显示了一些认知方面的瞬态和永久性表型, 在长期分析中, 使用了自动化的家庭笼监测系统10。因此, 利用家庭网箱监测系统进行的自动化研究对各种认知功能障碍模型的长期行为分型和验证具有很高的效益和成本效益。
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所有的程序都得到了机构动物护理和使用委员会的批准, 他们是根据山本理脑科学研究所的动物实验指南进行的。
1. 设置设备
注: 自动家庭笼监控系统概述见图 1。每个系统 (39 cm x 58 cm x 21 cm) 包含一个微处理器和四个角落室, 每个有两个水瓶和一个环形天线, 用于检测植入到动物体内的转发器的射频识别 (图 1A)。微处理器的标识号由旋转选择器 (硬件地址) 定义 (图 1B)。微处理器的标识号不应重叠。每个角落的两个门由计算机控制, 用于操作调节 (图 1C)。通常, 每个笼子可以评估多达12只老鼠 (见图 2作为小组住房的例子)。使用更多的老鼠是可以接受的。然而, 我们应该确保小鼠不会过度战斗, 而且他们在执行强有力的竞争任务时不会过度拥挤。
2. 软件
注意: 自动家庭笼监控系统的软件 ("设计器"、"控制器" 和 "分析器") 的所有三组件都被设计成图形用户界面 (图 3)。在实验过程中, 用户可以轻松地控制或添加各种功能。
3. 动物制剂
4. 运行实验
注意: 老鼠喂养的广告随意与标准鼠标周, 并保持与合成床上用品, 每1或2周改变, 取决于任务的时间表。在空间学习任务中避免改变床上用品, 特别是最初的时间。灯在08:00 和20:00 之间。实验模块按科学问题依次执行。实验时间表如图 5所示。




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在我们以前的研究中, 通过10的自动化家庭网箱监测系统的实验, 检测出 AD 模型中年龄依赖性的认知缺陷。他们的广告模式在 PP 的表现是完整的年轻成人和老科目;然而, PPR 的表现明显和逐渐受损 (图 6)。在适应阶段观察一般行为或焦虑也很重要, 因为这些特质可能影响认知15。广告模型没有显示任何严重异常的访问, nosepoke, 舔数字在法, NP 和 DSA 会议。因此, 广告模型可能具有较低的灵活性。
为了评估执行功能, 记录了在广播和 DD 中的行为表现。旧的广告模型 (NL G F) 在最后阶段缺乏准确性 (测试 2) (图 8)。促进 compulsivity 观察的年轻成人和老对象的 NL-G F 小鼠 (
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本文介绍了在转基因 AD 模型中, 采用自动家庭笼监控系统进行长期认知行为分析的方法。最关键的一步是在适当位置植入转发器。在执行植入之前, 确保转发器的过期日期没有通过。第二个重要的问题是, 每天检查系统的运行情况, 特别是作为一个小课题, 在研究期间可能会变得更加严重 (i.、堆积门、跌落式转发器、不良电连接等)。.).第三, 必须能够解决问题, 因为在整个实验计划中可能会发生很多事情。
本文介绍了认知评估的基本任务包。这些任务是通过引用常规的行为测试产生的, 但它们不能完全模仿常规测试。例如, 已完成的任务不设置选择模式。五选择序列选择任务 (5CSRTT), 一个工作模式的任务, 通常是在一个房间内进行 9, 5 或3孔, 以测量精度16,17, nosepoke。我们的团队以前试图实施一个选择版本的, 但老鼠没有学习规则在相当长的时间内 (2 周或以上)。该系统的使用者应了解差异, 并仔细讨论数据。
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我们感谢嫂子安藤在摄影材料方面的帮助。这项研究得到了援助资助的探索性研究 (jsp KAKENHI 赠款号 16K15196)。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| IntelliCage | TSE 系统 | - | 在 2011 年或之后的 |
| PC | Dell | Inspiron 灵越 580s | - |
| 显示器 | Dell | SI75T-WL-ALPHA-dri | |
| Shepherd 特种纸 | - | 标准床上用品 | |
| Aron Alpha (Krasy Glue) 2 g | Toagosei (Krasy Glue) | #04612 | 氰基丙烯酸酯,用于粘合磁铁和 blak 臂 |
| 手持式应答器阅读器 | BTS-ID | R-560 | 应答器阅读器,可读取 Trovan 和 DataMars |
| 应答器 | DataMars | T-VA、T-VAS 或其他系列 | 应答器和植入器的基本套装 |
| Diamond Grip Plus | Ansel Microflex | DGP-INT-M | 实验手套 |
| 异氟醚 | 辉瑞 | 1119701G1092 | - |
| 动物蒸发器 | DS Pharma 生物医学 | SF-B01 | 包括面罩 |
| Neo-Medrol | 辉瑞 | 006472-001 | 眼膏 |
| 乙醇 (70%) | - | - | |
| -Excel | Microsoft | 00202-51382-15524-AA928 | 用于数据分析 |
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