测量小鼠运动协调
2013年5月29日
议定书两个电机成立协调任务，加快大鼠旋转运动和单杠，还有两个最近在牛津大学开发的测试，静态棒和双杠。这些测试可以检测运动损伤潜在的兴趣在自己的权利，以及作为可能的变量在其他领域的行为测试。
该程序的总体目标是测量小鼠的运动协调性。这是通过首先对加速转子杆进行测试来实现的。接下来在 onal bar 上测试运动协调性。
动物也可以在静态杆上进行测试。最后，可以测量双杠的性能。最终，可以获得显示鼠标在运动协调方面是否有任何障碍的结果。
通常，刚接触这项技术的人会很挣扎，因为很难将鼠标正确放置在设备上 对于以下所有测试。测试前 5 到 20 分钟将小鼠带到实验室，以确保它们完全清醒。这里的旋翼杆场景是在牛津大学建造的。
杆直径为 3 厘米，表面有一系列平行的脊，有助于老鼠更有效地抓住它。每侧都有一个法兰，可防止鼠标离开杆。它们的直径为 30 厘米，相距 6 厘米。
杆固定在距离设备底座 30 厘米处。在开始试验之前，在底部放置一个柔软的软垫表面以缓冲任何跌倒。通过将启动速度设置为每分钟 4 转和每分钟 20 转的加速度来准备转子杆。
首先，握住鼠标的尾巴，以低于水平面 45 度角将其向上拉向杆。当动物快要接触杆时，迅速松开它。或者，可以将鼠标降低到销钉上，销钉将用于将动物转移到杆上。
将鼠标放在杆上 10 秒后开始加速，并注意鼠标掉落的速度。如果鼠标在 5 秒之前掉落，并且可能是由于实验者放置不当，则不应记录结果，如果鼠标在 10 秒之前掉落，则重新开始试验。记下时间，让动物再尝试两次。
对于停留超过 10 秒的动物，请记录动物下落的速度。有时，老鼠可能会停止行走，因此，一些老鼠在最终掉落之前会绕过杆子进行攻击。注意此事件发生的速度非常有用。
性能计算为试验之间的平均速度。例如，鼠标在 10 秒之前跌落一次，然后一直保持开启状态，直到每分钟旋转 12 次。第二次得分 4 加 12 除以 2 等于每分钟旋转 8 次。
单杠测量跌倒肢体力量和协调性，而最常用的是直径为 2 毫米的杠铃。直径较大的棒材可能会提供更精细的性能分数。38 厘米长的黄铜棒由木制支撑柱固定在工作台表面上方 49 厘米处。
当安装到略微拉在一起的支撑槽口中时，杆在张力下保持。从 2 毫米棒开始测试。握住鼠标的尾巴，将其放在设备前面的长凳上。
快速滑动。向后移动约 20 厘米，使其身体快速垂直于杠铃。抬起动物，让它只用四个毛孔抓住中心的单杠。
松开尾部，同时启动停止时钟。如果鼠标无法抓住杆并且实验者的位置可能是原因。不要记录跌倒并在短暂休息后重新测试动物。
如果鼠标在 5 秒前掉落，这显然不是由于实验者放置不当造成的，请重复最多三次，以尝试获得大于 5 秒的分数。记录鼠标掉落的时间或直到 4 个差触碰一列的时间，最长测试时间为 30 秒，取最好的分数作为 datu right 对单杠进行评分。如果质量在 1 到 5 秒之间下降，请在 6 秒到 10 秒之间得分 1。
在 11 秒到 20 秒之间得分 2。在 21 秒到 30 秒之间获得 3 分。在 30 秒后跌倒或只是在杠铃上停留 30 秒。
得 5 分，如果鼠标碰到一端，它也得 5 分。在测试期间随时通过其 4 个端口提供支持。如果在 2 毫米杠铃上达到 5 分，则可以在短暂休息后在较粗的杠铃上对动物进行测试。
4 毫米和 6 毫米条的评分系统与 2 毫米条相同，最终分数是累积总分。因此，鼠标在 2 毫米条上得分为 5，但在 13 秒后从 4 毫米条上掉下来。分数 5 加等于 8。
在这项电机协调性测试中，不同厚度的木钉或棒，直径 35 28、22 15 和 9 毫米，每根长 60 厘米，用 G 夹固定在距离地板 60 厘米的实验室架子上。在靠近长凳的末端 10 厘米处做一个标记，以表示终点线。首先，将鼠标放在最宽的杆的远端，背对架子，记录动物将自己定位到架子上所需的时间以及总运输时间。
如果鼠标在定向过程中倒置并粘附在杆下方，请将其任意分配给 120 秒的最大分数。该动物没有在其他杆上进行测试，并且也获得了最大的运输价值。如果鼠标跌落或在定向后达到 120 秒的最大测试时间，请不要在较窄的杆上进行测试。
如果鼠标在定向后横穿杆时倒置，将鼠标放回笼子并在测试前让它休息，也会分配最高分。下一个较小的钓竿。如前所述，将动物放在较小的杆上。
如果鼠标在 5 秒前脱落，请更换鼠标并允许最多再尝试两次。记录反转杆或直到鼠标脱落的时间。为了设置双杠支撑两个杠铃，长 1 米，直径 4 毫米，在木制支架上相距 30 毫米。
柱子高出地面 60 厘米。将鼠标放在两个条的中心，使其纵轴垂直于这两个条。两个前孔应该在一个杆上，两个后孔都在另一个杆上。
划痕类似于静态杆的划痕。采取两种措施：鼠标到起始位置定向 90 度之前的时间，以及到达末端支撑之一之前的时间。同样，必须在动物不倒置的情况下实现定向和运输，否则会分配最长时间。
如果动物在 5 秒前跌倒，可能是由于放置不当，应重新测试动物。静态棒最初用于监测突变小鼠的疾病进展，无论其家笼中是否有环境富集。充实计划显着延迟了杆上运动功能障碍的发生，这与后扣不良发作的延迟平行。
神经系统伤病感染小鼠的一般体征显示，从注射后第 16 周开始，在第 18 周的转子杆测试和至少从第 19 周开始的静态杆测试中，单杠性能下降。海马病变对任何运动能力的测量都没有影响，但 1 2 9 s 2 s 2 只 SV 小鼠相对于 C 57 黑六菌株的转子杆和静态杆发育后受损。这项技术为亨廷顿病的研究人员研究环境富集对亨廷顿病突变小鼠的影响铺平了道路。
概述
本文介绍了使用各种任务评估小鼠运动协调能力的协议，包括加速转杆和横杆测试。此外，它还介绍了两个最近开发的测试，静止杆和平行杆，可以识别运动障碍。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 行为分析
- 运动协调
背景
- 运动协调对于理解各种神经系统疾病至关重要。
- 已建立的测试如转杆测试在研究中被广泛使用。
- 牛津开发的新测试旨在提高运动障碍的检测。
- 这些测试也可以作为更广泛行为研究中的变量。
研究目的
- 使用已建立和新的协议测量小鼠的运动协调。
- 识别实验对象中的潜在运动障碍。
- 为该领域的研究人员提供标准化方法。
使用的方法
- 加速转杆测试以评估抓握和平衡。
- 横杆测试用于评估肢体力量和协调。
- 静止杆测试用于评估方向和平衡。
- 平行杆测试用于测量整体运动协调。
主要结果
- 结果表明，测试小鼠的运动协调水平不同。
- 性能指标提供了关于潜在障碍的见解。
- 新测试在检测微妙的运动缺陷方面显示出前景。
- 标准化协议促进了研究的可重复性。
结论
- 该研究成功地概述了评估运动协调的方法。
- 既有已建立的测试也有新测试在识别运动障碍方面都有效。
- 未来的研究可以在这些协议的基础上探索神经系统疾病。
常见问题解答
Executive Industry Relevance
Motor coordination assessment in mice is critical for de-risking target validation in neuroscience drug discovery, ensuring that observed behavioral phenotypes reflect true cognitive or emotional changes rather than confounding motor deficits. Standardized motor tests enable predictive confidence in early discovery by isolating motor function as an independent variable, supporting go/no-go decisions in target validation pipelines. These assays provide translational continuity from target engagement to phenotypic screening, reducing late-stage attrition due to unanticipated motor side effects.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses by dissociating motor impairment from cognitive or emotional phenotypes in mutant or lesioned models.
- Operational Value: Enables selective dissection of motor confounds in behavioral assays like the Morris water maze, improving data interpretability.
- Strategic Value: Supports target de-risking by validating that observed phenotypes are not secondary to motor dysfunction, enhancing confidence in target-mechanism linkage.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream workflows by confirming baseline motor competence before cognitive testing.
- Operational Value: Delivers quantitative, reproducible outputs (e.g., fall speed on rotarod, grip time on horizontal bar) enabling assay standardization across sites.
- Strategic Value: Facilitates scalable compound evaluation by ensuring motor performance does not confound dose-response or screening readouts.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Aligns with disease-relevant systems by detecting motor impairments in models of Huntington’s disease and other neurodegenerative conditions.
- Operational Value: Provides continuity from discovery through preclinical validation, enabling longitudinal tracking of motor decline.
- Strategic Value: Supports risk-adjusted advancement decisions by identifying motor safety signals early in the discovery continuum.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical screening, where motor coordination serves as a critical confounder filter before cognitive or emotional endpoints are assessed.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing by isolating motor function as an independent variable, clarifying whether observed phenotypes stem from target engagement or motor toxicity.
- Screening: Ensures assay readiness by validating motor competence, reducing false negatives in behavioral screens due to poor motor performance.
- Analytics: Generates quantitative measurements (rotarod fall speed, bar grip duration) that enable objective comparison across genotypes, treatments, or time points.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by modeling progressive motor decline in neurodegenerative disease models, supporting biomarker alignment.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable platform capability across neuroscience projects, standardizing motor assessment across target classes and modalities.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing mechanistic ambiguity in behavioral phenotypes, ensuring observed effects are on-target.
- Operational Value: Enhances standardization and reproducibility through defined protocols, acceleration parameters, and scoring systems across test modalities.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling earlier go/no-go decisions, reducing investment in targets with motor-confounded phenotypes.
- Portfolio Impact: Informs risk-adjusted prioritization by flagging motor liabilities that could compromise clinical translatability.
Implementation Considerations
- Requires expertise in behavioral neuroscience and rodent handling to ensure proper placement and minimize placement-induced artifacts.
- Depends on calibrated instrumentation (e.g., accelerating rotarod with precise speed control, tension-regulated horizontal bar apparatus).
- Necessitates cross-team standardization of acclimation periods (5–20 minutes), trial repetition rules, and scoring criteria to ensure data comparability.
- Involves adaptation considerations across model systems, as strain differences (e.g., C57BL/6 vs. SV129) and sex-based variability affect baseline motor performance.
- Includes practical limitations such as susceptibility to experimenter placement bias, particularly in early trials, necessitating retest protocols and outlier exclusion.
