高架加迷宫试验结合视频跟踪软件研究外源性生酮类补充剂的毒性作用
2019年1月7日
在这里, 我们提出了一个协议, 以调查啮齿类动物模型的焦虑水平的变化。与视频跟踪软件一起使用的高架加迷宫 (epm) 测试提供了一种可靠的方法来记录临床前实验室情景中各种潜在的抗焦虑治疗的效果。
与其他方法相比，高架加迷宫是一种以更人道的方式记录各种潜在焦虑处理对实验室啮齿动物模型的影响的方法。这种方法的主要优点是依赖于啮齿动物对黑暗和封闭空间的本能倾向，此外还有对高度的无条件恐惧和对开放空间的回避。科林公园，一个合作者，从我的实验室，将帮助演示的程序。
在测试前几天，用躯干挑选动物，并按住它们一分钟，让它们适应实验者。然后，在开始任何治疗之前测量动物的体重，以确定治疗的剂量计算。接下来，熟悉动物的胃内加瓦奇方法使用水加瓦奇五天之前酮补充。
对于焦虑检测，使用高架加迷宫或EPM设备，一个加号设备与四个手臂，两个开放和两个关闭。使用天花板上的间接照明而不是直接照明来照亮 EPM 设备。确保所有四个臂都类似亮起。
将移动跟踪软件的安装密钥插入 USB 2.0 端口并安装软件。然后，将相机固定到实验区上方，并确保在实验期间保持不动。最后，利用说明书在运动跟踪软件系统中进行了新的实验。
将动物放入实验区。然后，按下时间控制面板上的启动按钮，开始数据采集过程。在测试室中，通过手动和使用软件的两种方式收集 EPM 数据。
被蒙蔽的观察者被窗帘隔开。等待跟踪过程记录或按下时间控制面板上的停止按钮。然后，将动物从实验区取出。
最后，要访问分析工具，请按实验辅助栏中的分析按钮。选择试验和时间间隔来分析和生成报告。首先在实验开始前30分钟将家中笼子里的老鼠转移到实验室。
将一只老鼠放在 EPM 的四只手臂的交点处，对着实验者对面的张开臂。运行视频跟踪软件，并手动记录动物的行为五分钟。然后，如果动物从EPM上掉下来，把它捡起来，放回EPM的同一点，它掉下来的地方。
从分析中排除此动物的行为数据。在五分钟测试结束时，停止视频跟踪软件。将动物从 EPM 中取出，并放回其家庭笼子。
最后，用消毒洗涤剂清洗EPM，然后用自来水清洗。用纸巾擦干仪器。经过长期喂养后，与对照组相比，KSMCT组的大鼠在张开手臂上花费的时间明显更多。
与对照组相比，KS 组在中心花费的时间明显更多。与控制相比，LKE、KS、KSMCT 组在闭臂上花费的时间更少。KS和KSMCT组中的老鼠在张开的手臂上旅行的距离明显更长。
而LKE、KS和KSMCT组的大鼠在闭臂中与对照组相比，距离明显小于。此外，经过 7 天的后，在 KE 组中，在开放臂上花费的时间更大，但在 KE 组、 KS 组和 KSMCT 组的中心时间减少。在科索沃和科索沃安全委员会小组管理了七天之后，进入封闭武器的条目数量也明显减少。
将所有老鼠放在设备上，在远离实验者处的十字路口的一致庄园中，这一点非常重要。对啮齿动物的EPM测定是研究影响心解作用和作用机制的大脑区域的不同治疗效果的一种适当而敏感的方法。
概述
本文介绍了一种利用高架十字迷宫（EPM）测试评估啮齿类动物模型焦虑水平的实验方案。该方法结合视频追踪软件，可对潜在抗焦虑治疗的效果进行可靠记录。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 行为科学
- 药理学
背景
- 高架十字迷宫旨在评估啮齿类动物与焦虑相关的行为。
- 该方法利用了啮齿类动物对开放空间和封闭空间的天然本能。
- 与其他焦虑评估技术相比，该方法被认为更加人道。
- 视频追踪技术可提高行为数据采集的准确性。
研究目的
- 评估不同抗焦虑治疗对啮齿类动物焦虑水平的影响。
- 建立可靠的高架十字迷宫实验操作方案。
- 分析治疗后随时间推移的行为变化。
使用的方法
- 在测试前对啮齿类动物进行抓取和适应性驯化。
- 使用高架十字迷宫装置评估焦虑行为。
- 采用视频追踪软件进行数据采集。
- 通过人工和软件方法分析行为学数据。
主要结果
- 与对照组相比，经KSMCT处理的大鼠在开放臂中停留的时间更长。
- 在开放臂与封闭臂中行进距离的差异具有显著性。
- 经多种物质慢性处理后，观察到行为学变化。
- EPM实验对检测治疗对焦虑影响的效果具有敏感性。
结论
- 高架十字迷宫法是研究啮齿类动物模型焦虑的有效方法。
- 动物放置位置的一致性对于获得可靠结果至关重要。
- 未来研究可进一步探索抗焦虑治疗的作用机制。
常见问题
行业重要性概述
结合视频追踪的高架十字迷宫（EPM）实验提供了一种敏感且人道的方法，用于评估外源性酮类补充剂在啮齿类动物模型中的抗焦虑作用。该方法通过量化与焦虑通路相关的行为变化，支持早期靶点验证，有助于降低基于代谢干预或药物疗法的机制风险。该方法可产生可重复的定量终点指标，为临床前发现流程中的决策提供依据。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 科学价值：通过测量在开放臂与封闭臂中停留的时间来评估焦虑程度的降低，从而验证治疗假设。
- 操作价值：通过视频追踪实现盲法、自动化的行为数据采集，减少观察者偏倚，提高实验可重复性。
- 预测价值：可检测酮类补充剂产生的抗焦虑样效应，有助于提升对中枢神经系统调节类化合物靶点的信心。
筛选与检测方法开发
- 检测准备就绪性： 使用标准化的高架十字迷宫装置，并保持一致的光照条件和动物放置方式，可确保不同处理组之间基线行为表现的可靠性。
- 定量输出： 视频追踪系统可提供动物在开放臂和闭合臂内停留时间及移动距离的精确数据，从而实现剂量-效应关系的表征。
- 可扩展性： 本方案支持长期（83天）以及亚慢性/急性（7天）给药方案，适用于纵向行为学评估。
转化与临床前研究
- 疾病相关性：在Sprague Dawley大鼠中测量与焦虑相关的行为，该模型在神经精神疾病筛查中具有转化相关性。
- 机制性风险排除：区分对开放臂探索与封闭臂回避的影响，以明确抗焦虑效应与镇静作用的混淆。
- 转化连续性：通过将基于代谢物的干预与可测量的行为表型相联系，支持进一步推进决策。
流程与工作流整合
高架十字迷宫实验适用于从早期假设验证到先导化合物筛选的整个发现过程，可提供行为表型分析，补充神经精神药物研发中的生化和电生理检测方法。
- 发现生物学：通过分离与焦虑神经环路相关的行为输出，排除运动效应的干扰，支持通路机制的阐明。
- 筛选：提供标准化且可重复的焦虑表型，适用于化合物库或营养干预手段的高通量筛选。
- 分析：生成在臂内停留时间和移动距离等量化指标，实现处理组与对照组之间的统计学比较。
- 转化研究：将代谢物补充与类焦虑行为关联，为基于生物标志物的临床前验证提供依据。
- 企业级复用：建立可重复使用的行为学研究平台，用于在代谢、药理和遗传模型中评估多种抗焦虑候选物质。
运营与企业影响
- 科学价值：通过降低与焦虑相关行为的机制模糊性，提供对靶点结合的预测性信心。
- 操作价值：通过盲法视频追踪和一致的实验装置设置，确保实验的标准化、可重复性和可扩展性。
- 战略价值：在识别真正的抗焦虑效应的同时，减少由运动活动变化引起的假阳性结果，从而优化“进行/不进行”的决策。
- 项目组合影响：基于经过验证的行为学输出，实现对酮类化合物或中枢神经系统活性化合物的风险调整后优先排序。
实施注意事项
- 需要具备啮齿类动物操作、行为学测试及视频追踪软件使用的专业知识。
- 依赖高架十字迷宫装置、USB兼容的追踪系统以及受控的光照条件。
- 需要在不同研究团队间对动物适应、给药及盲法数据采集流程进行标准化。
- 在应用于不同啮齿类动物模型时，必须考虑物种和品系特异性的基线焦虑水平。
- 仅限于测量类焦虑行为；若无其他辅助实验，无法评估认知、运动或情感方面的混杂因素。
