2013年6月20日
运动活性(LMA)是一个简单而容易地进行测量,在小鼠的行为。视频跟踪软件(VTS)和LMA的耦合允许的特异性和灵敏度的提高,尤其是当同手动,线相交时,LMA分析方法相比。此外,VTS允许长期跟踪鼠标LMA。
以下实验的总体目标是检测不同实验处理的小鼠组之间短期和/或长期运动活动的差异。这是通过实时录制鼠标笼活动视频来实现的。作为第二步,实时分析动物的运动活动或使用视频跟踪软件从记录中分析。
接下来,将评分的运动参数导入辅助软件进行统计分析。因此,该程序可以根据评估的参数(例如移动的距离、运动速度和运动持续时间)阐明治疗或条件对短期和长期运动活动的影响。与现有方法(例如线路交叉和发射器植入)相比,该技术的主要优点是它可以更彻底地检查小鼠运动活动,而无需侵入性且可能令人困惑的外科手术。
通常,刚接触这种方法的人会很困难,因为以允许最佳图像质量的方式设置笼子和设备以进行后续视频跟踪可能很乏味并且需要时间来学习。在孤立小鼠的家笼中测试短期运动活动,其床上用品与动物的代码颜色形成高度对比。在实验之前,动物必须适应它们的垫料至少 24 小时。
要准备测试室,首先在记录区域上方安装具有至少 120 GB 内存的具有夜视功能的摄像机。房间内不应有任何高于 70 分贝的环境声音。如果间歇性背景噪声是不可避免的,请使用白噪声发生器来淹没这些噪声。
检测室的环境条件与动物的正常饲养条件相似也很重要。在设置新对象之前,清洁记录区域,然后用与笼子床上用品颜色相似的屠夫纸或实验室工作台纸覆盖表面 下一个位置,由半英寸塑料制成的不透明笼子隔板。在测试表面上,隔板必须具有与床上用品相似的颜色并且干净。
现在将小鼠带到测试区域,并将它们的笼子放在隔板之间。为了便于分析,请始终以相同的方式放置框架。进行测试时,用四分之一英寸厚的透明有机玻璃盖住笼子。
有机玻璃至少需要 11/4 英寸的孔才能提供足够的通风。接下来,设置带有红色灯泡的育雏器夹灯以照亮笼子。现在,将摄像机的视图置于测试笼的中心不会超过视频跟踪系统的能力。
该系统仅限于实时跟踪 8 只老鼠。现在,通过查看摄像机显示屏,调整灯光的角度和位置,以消除有机玻璃笼顶部的眩光或反射。获得没有任何视觉伪影的小鼠清晰视图是获得良好结果的最关键步骤。
始终在每组中包括实验对象和对照对象,以确保 LMA 中时间差异的潜在影响最小化。在测试之前,从笼子中取出任何嵌套和富集材料,因为它们可能会阻碍鼠标的视线。在视频中,使用标识相关实验信息的盖板开始录制。
为确保正确识别视频,请使用相机显示屏上的计时器来跟踪测试的持续时间并远离动物的视线。在录制时间内。测试完成后,将所有材料放回每个笼子。
如果要再次对动物进行检测,请在两次检测之间归还它们的食物和水。将测试会话中的视频记录存储在与视频跟踪系统兼容的存档介质上,例如硬盘驱动器 在视频跟踪系统中,实时分析视频。最初,选择整个笼底作为跟踪的目标区域或 ROI。
对于高级分析,例如 Figma 税评估,为高通量研究创建多个笼内 ROI。同时分析视频中的所有笼子以及所有笼子地板的单个 ROI。设置 VTS 以计算总距离,计算后移动运动的速度和运动的持续时间,将数据导出到电子表格文件以进行存储和附加分析。
长期测试的执行方式与短期测试相同。但是,它需要一个经过改造的笼子,并带有新的食物和水入口。首先,在标准保持架的短端壁上切一个直径为 5.5 厘米的孔。
接下来,将半英寸的开口切成四分之一英寸的镀锌钢网,并使用相同的网眼打磨网以去除锋利的边缘,为食物颗粒建造一个外部料斗,该料斗可以连接到开口上方的网眼。接下来,为铆钉添加孔。然后用铝铆钉和不锈钢垫圈用网和连接的料斗盖住笼子上的孔。
为了提供水分,用标准的 50 毫升锥形瓶和一个过度钻孔的单孔橡胶塞制作一个水瓶。允许插入无滴漏吸管。将此水瓶固定在笼子上。
使用魔术贴胶带,应将吸管插入网状覆盖的开口。现在,虽然笼子被有机玻璃盖覆盖,但小鼠可以按照与短期运动测定相同的程序获得食物和水。长期检测通常持续 12 小时或光暗周期的当前阶段的持续时间。
长期运动活动测试通常实时分析,无需录像。但是,可以使用副相机或通过与主相机联动的 DVD 录像机进行录制。只要视频跟踪系统功能可以处理,就可以对小鼠进行测试,并且与短期测试一样,仅从笼子中取出巢穴点燃的富集材料,而不从玉米棒或锯末垫料中取出。
在 VTS 中,设置视频跟踪系统以进行实时分析。设置跟踪 ROI 以包含正在记录的每个笼子的整个地板。与短期测定一样,将系统设置为计算总距离、移动速度和移动持续时间。
然后进行分析后,将数据导出到电子表格中,以便使用重复的短期运动分析进行存储和分析。研究发现,注射脂多糖后,饲养在单独通风笼或 IVC 中的小鼠比饲养在周围环境笼或 EC 中的小鼠更快地从注射产生的短期 LMA 损失中恢复。虽然 LPS 注射组之间运动活动的初始丧失相似,但基础运动活动的恢复速度更快。在 IVC 中,小鼠的运动速度和运动持续时间也是如此。
在此分析中,每秒 2 厘米移动的检测开始跟踪,每秒 1.75 厘米的检测使用检测变量停止跟踪。对两个连续 12 小时活动周期的运动进行了小测试。在正常小鼠中,在移动距离、运动速度或运动持续时间方面没有发现显著差异。
如果趋势没有可测量的差异,以大样本量重复,数据将表明该测定可用于替代用于长期运动测定的植入递质。在尝试此程序时,请务必特别注意实验前的住房条件。所有实验动物和对照动物应处于相似的环境条件下,尤其是在光周期、室温和相对湿度方面。
此外,应按照此程序尽量减少他们暴露于噪音和气味刺激下。其他方法,如四次游泳测试,可用于回答其他问题,例如特定实验的治疗是否会导致类似抑郁的行为而不影响整体运动活动。
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本研究聚焦于使用视频跟踪软件(VTS)测量小鼠的运动活动(LMA)。与传统方法相比,VTS的整合提高了LMA测量的特异性和敏感性。
Video tracking software (VTS) applied to locomotor activity (LMA) testing in mice provides a non-invasive, high-throughput method for quantifying movement parameters such as distance, velocity, and duration. This approach enhances predictive confidence in target validation by enabling real-time, longitudinal behavioral assessment without surgical implantation or anxiogenic stimuli. The method supports mechanistic de-risking in early discovery by offering quantitative, reproducible outputs that correlate with treatment effects on neural pathways governing motor function.
The VTS-LMA workflow fits within the discovery continuum from target hypothesis testing through lead identification to preclinical validation, enabling iterative assessment of locomotor phenotypes across study phases.